水和空氣都是流體, 空氣可以被壓縮, 水卻不行。 一般我們認為液體是不可壓縮的, 比如水壓機和油壓機就是通過液體來傳遞壓力的。
其實, 一切物質皆可以壓縮, 因為分子與分子之間存在間隙, 原子與原子之間也存在間隙, 而原子內部更是存在廣闊的空間, 它的體積99%都集中在一個很小很小的原子核上。 想要將它們壓縮, 就需要克服分子、原子之間的斥力, 但所需要的壓力極大, 一般很難達到, 所以通常認為液體和固體是不可壓縮的。
在常溫常壓下, 純水的密度大約為1噸每立方米。 海水中由於含有鹽等其它物質, 所以密度比純水高。
壓力可以改變物質的密度。 在地球海洋中, 深度每下降10米左右, 海水的壓力就會增加一個大氣壓。 在1萬米的深海, 那裡的壓力達到了1000個標準大氣壓, 是海平面壓力的1000倍。 在巨壓之下, 水依然是液態的, 密度卻比海平面水的密度高了5%左右。 可見水確實可以壓縮, 只是比較難。
溫度的變化也可以改變水的密度。 大多數物質存在熱脹冷縮現象, 可水在4℃~0℃時會出現反常膨脹現象, 也就是熱縮冷脹。 水在4℃左右時密度最大。 此外, 水結冰後, 體積也會膨脹,
100立方米的水大約100噸, 壓縮成一立方米, 那麼它的密度將達到100噸每立方米。 地球上密度最大的物質是金屬鋨,
100噸每立方米的物質在地球上是不存在的, 我們只能前往宇宙尋找它的身影。 研究顯示, 太陽內核的密度大約在150噸每立方米左右, 比100噸每立方米高一些。
在宇宙中, 100噸每立方米並不大, 還有密度更高的物質。
密度再往上, 達到臨界值, 由於小范圍的空間內聚集了太多物質, 連時空都會「破碎」, 形成幾乎可以吞噬一切的黑洞。 此時物質去哪了, 是什麼狀態, 連科學家都不知道!
根據科學家的估計,太陽的內部壓力相當於3000億個標準大氣壓。那想要把水的密度壓縮至100噸每立方米,估計至少需要上百億個大氣壓,這樣的壓力通常只有在恒星級別的天體中才能實現。
雖然人類已經能夠在大型強子對撞機中產生僅次於黑洞內部的壓力,不過這只適用於微觀物質,根本無法用來壓縮巨觀物質。所以,將100噸的水壓縮至一立方米,目前人類還沒有這個能力,根本辦不到。
水是由分子構成的,只要施加壓力,分子間的間隙就會變小,密度就會增大,只不過在壓力不夠大時,這種變化並不明顯。壓縮做功會使物體的內能增加,溫度升高。當壓力足夠大時,水分子不僅會緊緊地擠在一起,連水分子的化學鍵也會斷裂。此時,化學意義上的水就不存在了,取而代之的是由氫和氧構成的特殊物質——等離子體。
太陽內部的高密度物質是等離子體,溫度高達1500萬℃。太陽之所以會發光發熱,就源於內部的核聚變反應。如果100噸的水被壓縮至一立方米的空間范圍內,是不是意味著有可能會發生氫核聚變,變成一個小太陽?事實並非如此,物質密度達到100噸每立方米,所形成的高溫高壓條件還不足以和太陽內部媲美,況且太陽內部之所以能夠持續不斷地發生核聚變,還取決於質量上的規模效應。
人類一直致力於實現可控核聚變,可是由於很難讓核燃料處於太陽內部那麼高的壓力狀態下,所以必須要將核燃料的溫度提高至上億攝氏度,這樣才能發生核聚變。
如果人類真的有能力將100立方米的水壓縮至一立方米,這將需要產生超強的壓力,那麼人類絕對就有能力實現可控核聚變了,那時人類應該不用為能源問題苦惱了,這難倒不是開啟了新紀元嗎?
根據科學家的估計,太陽的內部壓力相當於3000億個標準大氣壓。那想要把水的密度壓縮至100噸每立方米,估計至少需要上百億個大氣壓,這樣的壓力通常只有在恒星級別的天體中才能實現。
雖然人類已經能夠在大型強子對撞機中產生僅次於黑洞內部的壓力,不過這只適用於微觀物質,根本無法用來壓縮巨觀物質。所以,將100噸的水壓縮至一立方米,目前人類還沒有這個能力,根本辦不到。
水是由分子構成的,只要施加壓力,分子間的間隙就會變小,密度就會增大,只不過在壓力不夠大時,這種變化並不明顯。壓縮做功會使物體的內能增加,溫度升高。當壓力足夠大時,水分子不僅會緊緊地擠在一起,連水分子的化學鍵也會斷裂。此時,化學意義上的水就不存在了,取而代之的是由氫和氧構成的特殊物質——等離子體。
太陽內部的高密度物質是等離子體,溫度高達1500萬℃。太陽之所以會發光發熱,就源於內部的核聚變反應。如果100噸的水被壓縮至一立方米的空間范圍內,是不是意味著有可能會發生氫核聚變,變成一個小太陽?事實並非如此,物質密度達到100噸每立方米,所形成的高溫高壓條件還不足以和太陽內部媲美,況且太陽內部之所以能夠持續不斷地發生核聚變,還取決於質量上的規模效應。
人類一直致力於實現可控核聚變,可是由於很難讓核燃料處於太陽內部那麼高的壓力狀態下,所以必須要將核燃料的溫度提高至上億攝氏度,這樣才能發生核聚變。
如果人類真的有能力將100立方米的水壓縮至一立方米,這將需要產生超強的壓力,那麼人類絕對就有能力實現可控核聚變了,那時人類應該不用為能源問題苦惱了,這難倒不是開啟了新紀元嗎?