在我們的認(rèn)知里，當(dāng)水的溫度達(dá)到100攝氏度時(shí)它會(huì)沸騰，而降到0攝氏度時(shí)便會(huì)結(jié)冰，而且用我們?nèi)粘５募訜岱椒ㄗ疃嘁仓荒軐⑺訜岬?00攝氏度，可是有幾位來(lái)自麻省理工學(xué)院的科學(xué)家在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，水的溫度不僅能加熱到100攝氏度以上，而且它在105攝氏度時(shí)還會(huì)凝固，他們是怎么做到的呢？是什么影響了水的沸點(diǎn)和凝固點(diǎn)，以至于水在比其沸點(diǎn)還要高的溫度下會(huì)結(jié)冰？

首先我們要知道，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)就是100攝氏度，在這樣的情況下再怎么對(duì)水進(jìn)行加熱，它也只會(huì)慢慢進(jìn)行揮發(fā)，進(jìn)而變成水蒸氣，而溫度不會(huì)得到進(jìn)一步升高，所有那幾位科學(xué)家在做實(shí)驗(yàn)時(shí)一定是在特殊的實(shí)驗(yàn)室條件下完成的。

那么他們的實(shí)驗(yàn)過(guò)程究竟究竟是怎樣的呢？我么一起來(lái)詳細(xì)看一下。

原來(lái)，科學(xué)家們?cè)谧鰧?shí)驗(yàn)的時(shí)候，為了能夠使水在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中能更好地保持其穩(wěn)定性，專門用上了比較特殊的納米管。

為什么說(shuō)納米管特殊呢？

因?yàn)樗任覀內(nèi)祟惖念^發(fā)絲還要細(xì)上一萬(wàn)倍，同時(shí)還擁有比鋼材堅(jiān)硬100倍的硬度，而且納米管還具備優(yōu)秀的導(dǎo)熱性以及導(dǎo)電性，是一種非常昂貴的新型材料，科學(xué)家們就是將水放入了納米管中來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的。

他們?cè)趯?shí)驗(yàn)的過(guò)程中，納米管進(jìn)行不斷的加熱，當(dāng)水達(dá)到100攝氏度的時(shí)候，它如同我們平時(shí)燒開(kāi)水是一樣的，開(kāi)始從液態(tài)變成氣態(tài)，但是由于納米管的直徑非常小，水從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)之后，沒(méi)有能及時(shí)地?fù)]發(fā)出來(lái)，而在這時(shí)，科學(xué)家們并未停止對(duì)納米管的加熱，緊接著當(dāng)水的溫度升高到105攝氏度時(shí)，它居然“結(jié)冰”了！

這里要說(shuō)一下，其實(shí)105攝氏度并不是水變成固態(tài)時(shí)所達(dá)到的確切溫度，105攝氏度只是科學(xué)家們默認(rèn)水固態(tài)化的一個(gè)最小溫度值。

而之所以水會(huì)在被加熱到105攝氏度的時(shí)候結(jié)冰，主要是因?yàn)楫?dāng)水的溫度不斷升高時(shí)，水分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此而受到了影響，發(fā)生了一些變化，在極其細(xì)小的納米管中，水分子無(wú)法進(jìn)行正常的活動(dòng)，也不能像往常一樣揮發(fā)，那么其內(nèi)部的能量就無(wú)法得到釋放，所以才會(huì)結(jié)成“冰”，而這時(shí)水所結(jié)成的冰與我們平常冷凍時(shí)時(shí)期結(jié)成的冰不同，它實(shí)則只是一種晶體，并不是我們平時(shí)見(jiàn)到的在0攝氏度以下所形成的那種冰。

其實(shí)這種現(xiàn)象也是一種，很正常的物理現(xiàn)象，并非偶然發(fā)生，它是有原理支撐的，而之所以科學(xué)家們會(huì)對(duì)這一現(xiàn)象感到震驚，這是因?yàn)樗倪@一結(jié)冰點(diǎn)與他們此前所預(yù)想的結(jié)果有出入罷了。

后來(lái)科學(xué)家們，經(jīng)過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，他們?cè)谧鲞@一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，所使用的碳納米管直徑不同，則會(huì)導(dǎo)致后續(xù)水結(jié)成冰時(shí)的溫度不同，比如他們使用直徑為1.05納米的碳納米管和直徑是1.06的碳納米管進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)，所得出來(lái)的水冰點(diǎn)會(huì)相差10攝氏度，這一現(xiàn)象也可以充分說(shuō)明，在極其狹小的空間內(nèi)，空間大小的不同，還是會(huì)對(duì)水冰點(diǎn)的溫度帶來(lái)很大影響的。

那么水的冰點(diǎn)還會(huì)受到哪些因素的影響呢？

水的冰點(diǎn)及凝固點(diǎn)或熔點(diǎn)，我們通常所說(shuō)的冰點(diǎn)，其實(shí)是指在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的環(huán)境下，水的凝固點(diǎn)是零攝氏度。那么若水沒(méi)有處在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，它的冰點(diǎn)就不會(huì)是0攝氏度了。

此外，水的純凈度也會(huì)影響水冰點(diǎn)的高低，就比如我們常見(jiàn)的海水，海水中含有大量的鹽，所以海水的冰點(diǎn)與普通的純凈水冰點(diǎn)相差非常大，當(dāng)海水中的鹽度達(dá)到24.695的時(shí)候，海水的冰點(diǎn)是零下1.332攝氏度。

除了水之外，其他物質(zhì)的熔點(diǎn)也不是一成不變的。

在這里我們要重申一下物質(zhì)熔點(diǎn)的概念，物質(zhì)的熔點(diǎn)指的就是在一定的壓力下，純物質(zhì)的液態(tài)與固態(tài)，呈現(xiàn)出平衡時(shí)所處的溫度。換句話來(lái)講就是，在這一壓力以及熔點(diǎn)溫度條件下，純物質(zhì)呈現(xiàn)液態(tài)的化學(xué)勢(shì)與其呈現(xiàn)固態(tài)的化學(xué)勢(shì)是相等的。

我們?cè)僬f(shuō)明白一點(diǎn)，熔點(diǎn)就是指，固體從固態(tài)的狀態(tài)融化變成液態(tài)的狀態(tài)時(shí)所處的溫度。反過(guò)來(lái)看，液體從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時(shí)所處的溫度就是凝固點(diǎn)。

首先，絕大部分的物質(zhì)的熔點(diǎn)與水一樣，都會(huì)受到壓強(qiáng)大小的影響。

而且大多數(shù)物質(zhì)的熔點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系是，當(dāng)壓強(qiáng)逐漸增大時(shí)，它的熔點(diǎn)會(huì)隨之變高，這是因?yàn)榇蟛糠治镔|(zhì)的熔化過(guò)程實(shí)則是一個(gè)體積變大的過(guò)程。只是我們前面所說(shuō)的水比較特殊，當(dāng)冰熔化成水時(shí)，它的體積不但不會(huì)變大，反而還會(huì)逐漸變小，所以對(duì)于像水這一類的少數(shù)物質(zhì)來(lái)說(shuō)，壓強(qiáng)越大，那么它的熔點(diǎn)也會(huì)隨之降低。

其次，大部分物質(zhì)的熔點(diǎn)還與物質(zhì)中所含的雜質(zhì)有關(guān)。

在日常生活中，大部分物質(zhì)都并非是絕對(duì)純凈的，都會(huì)在不同程度上或多或少地?fù)诫s一些雜質(zhì)，即使摻雜在物質(zhì)中的雜質(zhì)量極其少，也可能會(huì)對(duì)其熔點(diǎn)產(chǎn)生非常大的影響。

比如我們?cè)谒屑尤牒芏帑}，通過(guò)攪拌使其溶化在水中，那么這些水的熔點(diǎn)就會(huì)出現(xiàn)非常明顯的下降，海水同樣是這個(gè)道理。

不知有沒(méi)有細(xì)心的朋友發(fā)現(xiàn)，在冬天的時(shí)候，哪怕是在同一片區(qū)域，溫度相同的情況下，也會(huì)是河水率先結(jié)冰，而海水則需要到達(dá)更低的溫度時(shí)才會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，就是因?yàn)楹Ｋ腥苡写罅康柠}，造成了海水熔點(diǎn)的下降。

所以在大自然界中，任何物質(zhì)凝固點(diǎn)都并非是一成不變的，他們會(huì)受到壓強(qiáng)等各類因素的影響，而科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在納米管中，水達(dá)到105攝氏度時(shí)會(huì)結(jié)冰也只是大自然中無(wú)數(shù)個(gè)正常物理現(xiàn)象中其中的一個(gè)，相信未來(lái)在我們?nèi)祟惖墓餐μ剿飨?，我們還會(huì)繼續(xù)解鎖一個(gè)又一個(gè)大自然的奧秘，我們會(huì)更加了解我們賴以生存的大自然。