神奇的“热冰”
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发布时间：2023-09-05 00:47
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热心网友
时间：2024-03-16 18:56
地球上的水只有三种存在的状态：液态、固态和气态，然而，在其它星球上，水的状态则会变得完全不同，科学家们声称，在一些太阳系外的行星上，水处于“超级流体”的状态。同样，天文学家也经常说有“热冰”这种匪夷所思的现象，那么人们所熟知的H₂O水分子到底还有哪些地球人没见过的状态？
为了了解水在外行星上可能存在的其它形态，科学家们尝试模拟外行星上不同的温度和压力，试图得到水在完全不同于地球条件下所出现的形态。
通过实验，科学家们在各种温度和压力条件下获得了十多种不同形态的冰，它们晶格的晶体 相是彼此完全不同，研究人员对每种类型的冰进行了编号，从 II 到 XVII ，我们熟知的大自然中 的冰 有六角对称性， 就是冰-Ih，除此之外，还有 冰- Ic，虽然它 也由水蒸汽冷凝而成，但它主要在高空大气层 中形成，具有较高的蒸汽压。让研究人员特别感兴趣的是热冰VIII，这种冰也被称为“超级离子冰”。超级离子冰呈半固体和半液体状，因为它的固体晶格由氧离子组成，但与它们分离的氢离子却继续在其内部自由移动，就像液体一样，“超级离子冰”的表面也和普通的冰有很大的不同，是呈黑色且炙热。研究人员相信，在天王星和海王星等冰冻的大星球上能找到“超级离子冰”。
研究人员从实验室中得到了不同特性的冰块，有的类型冰块，其融化温度可以达到100 C，甚至更高，这是因为高压下，冻结水的晶格被约束，变得异常致密。 在21000 个大气压的压力下，水在+76 C时才会结成冰；而当在30000个大气压时，水到+180 C 时才开始结冰，这种冰比水重，其密度达到每立方厘米1.05克，如果不是处于高压状态，人的手还未触摸到它就会被烫伤了。
看似简单的冰，也有着非常大的学问，受制于当今实验室可产生压力和温度的局限，目前在 这个领域中取得的研究成果还是有些模糊，要认识水在约束状态下的所有特性，仍需要人们不断地做研究来获得和证实。
吴宏明编译自俄ucrazy
