碳纳米管|水加热到105℃，不会沸腾反而会结冰，究竟为什么？在标准大气压下|水结冰的温度

【碳纳米管|水加热到105℃，不会沸腾反而会结冰，究竟为什么？】在标准大气压下,水结冰的温度是0℃ ，水沸腾的温度是100℃ 。可是你敢相信，水在105℃时不但不会沸腾，反而会结冰吗？麻省理工学院几位科学家曾经做过一个奇葩的实验，就是把水加热到105℃的时候，发现水竟然又结成了冰。这究竟是怎么回事呢？其实在正常情况下,水是不可能出现这样情况的，一个大气压下水达到100℃就会转变成水蒸气，更何况是105℃ 。所以水在105℃结冰的现象其实是科学家经过处理,在特殊条件下实现的。

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这个奇葩的实验原本是为了预测碳纳米管是否会排斥水分子的猜想，最后却得到了出人意料的结果。科学家们先找到一些非常细的碳纳米管，这些碳纳米管仅有几个水分子大小。首先他们往这些碳纳米管内注水，然后将这些碳纳米管加热。与科学家们预期结果不同的是，当测试温度达到100℃以上时，水居然变成了冰。

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在这次试验中，由于很难确定水固态化时的温度，所以105℃被默认为水固态化的最小值。其实在温度高达150℃以上时，水还是有可能结成冰。那么究竟是什么原因使得水在100℃以上也能结冰呢？其实这是由于碳纳米管过小的直径决定的，因为温度的不断升高导致水分子的运动状态发生了变化，但又由于碳纳米管非常的细小，水分子的活动受到了限制，无法向常态下液态水变成水蒸气一样逃逸掉。这种变化促使碳纳米管中的水在高温下结冰，这也印证了物极必反的道理。

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不但如此，科学家们通过实验还发现，直径不同的碳纳米管会使得水结成冰的冰点不同，即便碳纳米管的直径从1.05纳米扩大到1.06纳米水的冰点温度都会有数十度的差异。这也说明水在极其小的空间里，其冰点及沸点都会发生变化。看来我们对水的了解还是太过于单薄。水是我们生活中最常见的物质之一，每一种生物的生存都离不开水。全球海洋总面积3.6亿平方公里，约占地球总表面积的71% ，甚至可以说水在宇宙中也是大量存在的。

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太阳系中的很多星球上都有水，比如木星卫星二、木星卫星三和木星卫星四，这三个卫星上的水甚至比地球上还多。一些科学家们认为，在一些类星体的附近，水可能多到难以置信的程度。彗星是太阳系中的小天体，分为慧核、慧发、慧尾三部分，慧核是由冰物质构成的，所以彗星上有很多的冰，当受到阳光的照射，这些冰会汽化成水蒸气喷发出去，喷发出去的水蒸气就好像彗星长长的“尾巴” 。而在木卫二、木卫三、木卫四这样的卫星上，它们的表面更是有上百公里厚的冰层，冰层下面则是大量的液态水。

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水虽然很常见，但是它的物理性质却十分特别。水和很多其他物质都不同。比如在一个大气压下，温度是4℃的时候，水的密度最高，为一克每立方厘米，低于或者高于这个温度，水的密度都会变低。这就是冰可以浮在水面上的原因。而且它常温下的液态物体却不具备这种特性，因为通常同一种物质都是固体的时候，密度较大，液态和气态的时候密度较小，但是水却和它们不一样，水在宇宙中不同的地方，状态也是不一样的，在地球的表面，因为适宜的气压和温度，导致地表的水大部分都是液态，当温度降低到0℃的时候，水就会结成冰。而在一个大气压下把水加热到100℃ ，水就会汽化成水蒸汽。

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不仅是在大自然中，水在人体的作用更加不能忽视，水分子是一种极性分子，它对无机物和极性有机物有良好的溶解作用，它能溶解血管壁上沉积的杂物，使血管恢复弹性，对预防动脉硬化起到一定作用。水还有很强的渗透力，水分子通过与人体内其他分子的相互作用，可以渗入人体组织及细胞，将养分带入人体，并且排出废物，实现体内的新陈代谢。人体液内的各种物质均有一定的平衡浓度，浓度过大或过小，均会使身体不适。水在体内的扩散，可以调整溶解物的浓度。对于人来说，水是仅次于氧气的重要物质，在成人体内，他来分之60~70的质量是水，儿童体内水的比重更大，可达近80% 。如果一个人不吃饭，仅依靠自己体内贮存的营养物质，甚至可以活上一个月，但是如果不喝水，连一周都很难度过，体内失水10%就会威胁身体的健康，失水20%就会有生命危险，可见水对生命的意义。如此重要且神奇的水，远远不止我们了解的这些，还有更多需要探索的秘密。