水在零攝氏度以下還能保持液態嗎?

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在正常情況下,水在零攝氏就會結成冰。不過,水在零度以下其實可以保持液態。下面有幾種方法可以做到這一點。

首先,物質狀態(無論是氣體、液體還是固體)極大地取決于它的溫度和壓強。對于大多數液體來說,施加壓力會提高液體凝結成固體的溫度。當松散的、曲折運動的液體分子變得足夠慢,并且足夠接近形成穩定的化學鍵將它們釘在合適位置時,固體就形成了。當我們對液體施加壓力時,就是強迫分子一起更加靠近。因此,即使它們的溫度高于標準壓力下的冰點,它們也能穩定成鍵并變成固體。

然而,水是獨一無二的。水分子在結合成固體晶體結構時會擴展。這種擴展行為使冰的密度比液態水要小,導致冰漂浮。水分子在冰凍期間的擴展行為也意味著對水施加壓力降低了冰點。如果施加足夠的壓力(使水分子很難擴展成固體結構中),就可以在零下攝氏幾度擁有液態水。

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