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水能够被压缩吗?
原子,体积,就会水能够被压缩吗?
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
回答于 2019-09-11 08:43:50
工业使用的高压压力容器或管道,必须做水压试验。就是利用水的压缩比小的特性通过加压泵向巳注满水的高压管道继续注水,检测管道在工作压力使用达标情况,防止在生产中出现安全事故,国家劳动监察部门对水压试验有严格标准。水可以压缩,但水的压缩比非常小接近零,通常情情况下认为不可以压缩,认为不等于不可以。
压缩指压缩水分子之间的距离。
回答于 2019-09-11 08:43:50
这么说吧,这个世界就不存在不可压缩的物体,任何物体都是可压缩的,只是体积压缩比不同。
因此,水当然也可以被压缩。将一定质量的水进行压缩时,只要压力足够大,水的体积也会缩小。如果水不能压缩,那么水就不会存在热胀冷缩现象了。当然水在0~4摄氏度时还会存在反常膨胀。
为什么水不易压缩?
水不易压缩,这取决于水的分子特性。大家可能都知道,当水结冰时,会发生反常膨胀,体积不减反增。
实验表明水在3.98摄氏度时,密度最大,为1.0x10^3千克每立方米。水从4摄氏度降到0摄氏度时,体积会增大,密度会缩小。水在0℃时,密度为0.99×10³ kg/m3;而冰在0℃时,密度为0.91×10³ kg/m3。冰之所以能够浮在水面上,就是因为冰的密度比水小。
水分子是极性分子,当水结冰时,水分子就会成为结晶状态,在这种状态下水分子间的距离会增大,体积也会增大,这也是为什么大家说水不可压缩。水分子之间存在分子斥力(本质上是电磁力),当水分子之间太靠近时,斥力反而会增大,正是水分子之间存在的这种斥力支撑着外界的压力,导致水不易被压缩。
实际上,在不改变水的化学结构时,水还是存在一定的压缩比率的。
要想压缩水需要极大的压力。马里亚纳海沟是地球上最深的地方,深度达11,000米,这里的海水压力相当于大约1100个大气压,即使在这样的环境下水仍然是液态的,温度大约在2摄氏度左右。在这种环境下,水的体积大约被压缩了4%。
只要压力足够大,没有什么物体是不能被压缩的
众所周知,物质都是由分子、原子构成的。当压力足够大,不仅分子结构会被破坏,连原子结构也会被破坏。
科学研究表明,当压强达到10^28倍大气压时,原子的结构会被破坏,核外电子会被压至原子核内,与核内质子结合形成中子,形成中子态物质。这样强的压力也只有在中子星上才存在。处于这种状态下的物质密度极大,每立方厘厘米质量可达上亿吨。
结语
正是因为水拥有不易压缩的特性,人类才利用它制作水压机,用来锻造钢铁。
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回答于 2019-09-11 08:43:50
理论上来讲万物都可以被压缩,因为物体都是由微观粒子构成,主要是分子和原子,如果再继续细分还可以分成中子、质子、电子,甚至还可以分成多种类型的夸克。
但是在日常生活中给我们的感受是:水没有办法进行压缩,因此在液压系统中才可以进行精准的控制和传递压强。当然了液压系统中并不用水作为介质,因为水的粘度太小,容易泄漏不好密封,主要用的还是液压油。虽然在实际的应用中可以这样理解“水不可以被压缩”,同时这也并不影响使用,主要还是因为一般条件下水被压缩形变完全可以忽略不计的。
马里亚纳海沟被认为是地球上最深的海沟,深度可以超过11000米,我们知道深度每下降10米,就会增加一个大气压强,而马里亚纳海沟底部的大气压强可以达到1099个标准大气压。在这样极端的环境下,水的密度发生了变化,增加了大约5%左右,还是常规的状态,但足可以说明水是可以被压缩的。如果继续增压,那么大约达到6100大气压强的时候,水会被压缩成高密度冰变成固体,如果地球上存在六千万米深的海沟,那么在它的底部就可能形成高密度冰,当然温度低也是一方面影响。
水的基本构成是水分子,一个氧原子和两个氢原子构成一个水分子,如果压力可以达到一百万个大气压(100Gpa),那么分子就会被破坏,氢氧离子密集的堆积到一起,形成晶格。水的这种状态又被称为超离子态水冰,具备了金属感的导电性质,可以把这种状态理解成“金属冰”,水的这种状态都是经过试验验证过的。木星是一颗气态巨行星,但是随着内压的不同,木星呈现出分层的结构,最外层是气体随既是液态氢,最内部就是金属氢。
我们都知道恒星发生核聚变,就是因为内核处极度高温、高压的环境,氢核碰撞发生聚变形成氦核,如果是超大质量恒星演化到生命后期发生超新星爆炸就会形成黑洞或者中子星。黑洞目前难以理解内部的物质状态,但是中子星很好理解,就是因为电子被挤压进原子核内和质子结合形成中子,最后中子星的密度几乎就是原子核的密度了。如果换成黑洞,那内部的物质就更难理解了,密度就是我们无法理解的“大”,已经不是常规物质了。
因此说世界万物都可以被压缩,就看外部的压力有多大,那么什么是不可以被压缩的哪?理想的刚体,完全不会有形变的发生。水看起来亦刚亦柔,但还是可以被压缩的。
文/科学黑洞,图片来源网络侵删。
回答于 2019-09-11 08:43:50
任何东西都能被压缩,当然包括水。
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