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105度的热水 ， 为什么没沸腾反而结冰了？
水加热到100度就会蒸发成为水蒸气 ， 是初中就学过的物理知识 ， 可在一次实验中把水加热到105度 ， 不仅没有沸腾 ， 反倒还结冰了 ， 这究竟是怎么一回事呢？
这次实验发生在美国的麻省理工学院 ， 几位科学家预测碳纳米管会排斥水分子 ， 为了验证这个猜想 ， 他们往碳纳米管里加入了水 ， 然后不断加温 ， 结果排不排斥水分子暂且不谈 。
纳米管里的水分子出现了十分奇特的现象 ， 当加热到105度时 ， 本该蒸发的水分子竟然结成了冰之后 ， 随着进一步的升温 ， 科学家发现即便到了151度水仍然还在结冰 ， 这一现象打破了我们固有的认知 ， 它背后隐藏着什么科学原理呢？
科学家解释这是因为碳纳米管的直径改变了水的冰点 ， 原本水在100度的时候该变成气态向外蒸发 ， 可是碳纳米管的直径太小了 ， 一般只有2~20纳米 ， 而水分子的直径有0.4纳米 ， 也就是说纳米管只有几个水分子大 ， 在如此狭窄的环境下 ， 水分子没法向外扩散变成水蒸气 。
而水本身又有一种独有的特性 ， 正常的物质固态的时候密度最大 ， 液态时密度居中 ， 气态是密度最小 ， 但是水是个例外 ， 它处于液态时密度是最大的 ， 为一千克每升 ， 而处于固态 ， 也就是结冰时反而密度变小 ， 只有0.9千克每升 ， 气态时当然更小 ， 所以碳纳米管里的水分子没法蒸发 ， 能量无法向外释放 ， 只好向内释放结成了冰 ， 这样也达到了使体积膨胀的目的 ， 只不过程度远远小于转化为气态 。
不过与其说这是结冰 ， 说是结晶可能更为贴切 ， 我们把水的这种奇特特性称为反常膨胀 ， 与大多数物体热胀冷缩的特性不同 ， 水是热胀冷也胀 ， 这是因为0摄氏度水结成冰时 ， 全部分子结合合在一起 ， 形成一个巨大的群体 。
在冰的结构中 ， 每个水分子都被4个水分子所包围 ， 氢氧原子之间通过氢键连接 ， 而氢键本身与一般分子间作用力不同 ， 具有饱和性和方向性 ， 这就导致了冰的结构非常不紧凑 ， 内部有很大的空隙 ， 所以结冰时水的体积反弹会变大 。
说完了纳米管对水的沸点冰点的影响 ， 还有什么别的因素会对水的冰点沸点产生影响吗？在高山上很难煮熟食物是基本的生活常识 ， 而这个现象就是因为大气压改变了水的沸点 ， 在海拔几千米的高山上 ， 大气压力比海平面低得多 ， 而气压减低 ， 水的沸点也会降低 ， 所以水虽然开了 ， 但温度根本达不到煮熟食物的程度 。 根据科学家测定 ， 每降低一个大气压 ， 水的沸点就会降低20度 。
除了大气压水中的杂质也会影响水的沸点 。 水中含有溶质以后 ， 它的沸点就会升高 。
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