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特殊的冰你知道吗?

2018-03-29

热冰:除了前面提到高压下形成的热冰之外,重水(D2O)在3.8℃时结冰,成为另一种形式的“热冰”。


水是一种特殊的液体。它在4℃时密度最大。温度在4℃以上,液态水遵守一般热胀冷缩规律。4℃以下,原来水中呈线形分布的缩合分子中,出现一种像冰晶结构一样的似冰缔合分子,叫做"假冰晶体"。因为冰的密度比水小,“假冰晶体”的存在,降低了水的密度,这就是为什么水在4℃时密度最大,低于4℃密度又要减小的秘密。


人类已经能够在实验室里制造出八种冰的晶体。但只有天然冰能在自然条件下存在,其它都是高压冰,在自然界不能稳定存在。


天然冰中水分子的缔合是按六方晶系的规则排列起来的。所谓结晶格子,最简单的例子是紧密地堆砌的砖块,如果在这些砖块的中心处代之以一个假设的原子,便得到了一个结晶格子。冰的晶格为一个带顶锥的三棱柱体,六个角上的氧原子分别为相邻六个晶胞所共有。三个棱上氧原子各为三个相邻晶胞所共有,二个轴顶氧原子各为二个晶胞所共有,只有中央一个氧原子算是该晶胞所独有。


注:一般被称为干冰的物质实际是二氧化碳的固体状态,与水和冰没有关系。


干冰是二氧化碳的固体形式。在正常气压下,二氧化碳的凝固点是摄氏负78.5度,在保持物体维持冷冻或低温状态下非常有用。它无色,无味,不易燃,略带酸性。干冰的密度各不相同,但通常约为 1.4至1.6 g/cm。干冰能够急速的冷冻物体和降低温度并且可以用隔离手套来做配置。到二十一世纪,干冰已经被广泛的使用在许多层面了,干冰在增温时是由固态直接升华为气态,直接转化为气体而省略转为液态的程序,因此其相变并不会产生液体,也因此我们称它做“干冰”。要将二氧化碳变成液态,就必须加大压强至5.1大气压才会出现液态二氧化碳。


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