簡介
熱冰,指不是由於低溫,而是由於高壓等作用形成的水的固體狀態。
在科學實驗中,科研人員在20℃,1個大氣壓和其它一定的實驗條件下,給水施加一個弱電場,水就可以結成冰,稱為“熱冰”。
產生原理
高氣壓
水在一個標準大氣壓下,溫度降至0℃以下結成的冰,跟寒冷聯繫在一起的叫寒冰。但水結成冰跟大氣壓有著直接的關係,就是說,壓力越大,冰點溫度越高。所以,在超高條件下結成的冰,不但不寒冷,反而成為“熱冰”。
經科學家研究測定,在20000個大氣壓下,80℃的熱水可以結成冰;如果達到了39000個大氣壓,凍的溫度可達180℃以上。這時如果用手觸及冰面,可造成嚴重燙傷。
強電場
經科學家研究指出:利用強電場的作用,能夠把室溫下的水結成冰。2010年,韓國科學家在室內,利用強電場把25℃的水變成了冰。這個實驗在世界上屬首例,且施加的電場強度比原構想的減小了1000倍。
關於強電場促進水結成“熱冰”,在自然現象中也可見到。如炎夏,高空在太陽的照射下,氣溫一般不會達到0℃以下,然而有些地方卻下了冰雹。科學家認為,這是高空雷電強電場作用下,水氣加快凝結,一部分變成雨水,一部分變成冰雹落下來。那地質工作者在地下岩石中探測到冰塊,又是怎么回事?科學家解釋說,這些岩層在斷裂過程中互相摩擦產生了強大的靜電場,因而使岩縫中的水結成了冰。
重水
重水的固態重水和一般的水沒有什麼兩樣。但脾氣卻大不一樣,如果你用重水養金魚,沒多久魚便死了,用重水浸過的種子不會發芽。重水的“個頭”也比水大,一立方米重水比一立方米普通的水要重105.6公斤。普通的水在零度時結冰,在100℃時沸騰;而重水在3.8℃時就變成了冰,人們把它叫做“熱冰”。
製作過程
準備器材:錐形瓶、燒杯、攪拌棒、酒精燈、石綿心網、醋酸鈉
1、取燒杯或錐形瓶,裝入10毫升水,加熱煮沸。
2、加入大約100克醋酸鈉,並攪拌使醋酸鈉溶解(持續加熱,避免溫度下降太多,但是避免沸騰)。攪拌完,醋酸鈉不會完全溶解,上層澄清溶液即為飽和的醋酸鈉水溶液。
3、將上層澄清溶液倒入外層套住鋁箔紙的錐形瓶,並放置溫度計,再置於冰櫃或冰浴中冷卻。待溫度下降至約40℃以下(不可高於40℃),就可拿出來進行以下二項有趣的操作。
熱冰行星
歐洲天文學家在2007年5月宣稱發現了一顆奇特的行星,這個行星被灼熱的固態水覆蓋著。這顆行星的發現也為其他行星可能存在海洋提供了證據。日內瓦天文台的天文學家小組將這顆行星命名為GJ 436b,它快速的圍繞著一顆距離地球30光年的冰冷紅色恆星運轉。GJ 436b這顆行星之所以很熱是因為距離它的公轉恆星距離很近,而且因為它的質量導致它處於巨大的壓力作用下。
天文學家Frederic Pont說:“水在高溫下變成固態是因為它的巨大壓力所造成。我們通常認為水在溫度下可以改變狀態,而事實上水在壓力作用下也可以變成固態。”
研究人員說,這顆星球還可能被氫籠罩著,這種條件很難適合生命存在。但是,假如這顆行星上面有水,就說明在其他行星上面也可能存在水,或者存在生命。Pont說:“這表明在太陽系外可能還有許多有水星球。”這顆行星是在2004年首次被美國天文學家發現的。
天文學家大約發現了200顆繞恆星公轉的太陽系外行星。其中許多都是像木星那樣的巨大的氣體星球。新發現的這顆行星要小一些,但是還不能像地球那樣擁有一個岩石核心。
通過這顆行星的體積和質量,天文計算出了GJ 436b這顆行星的密度,從而知道了它由水所構成。它的公轉星球也是一顆小恆星,大約只有太陽的一百分之一大小,質量只有太陽的一半。這就是為什麼GJ 436b上的水能在高溫下保持固態。