瑞典烏(wu) 普薩拉大學(Uppsala University)的一個(ge) 科研團隊搞出了一個(ge) 世界上加熱水最快的熱水器,有多快呢?75 飛秒(1 飛秒=千萬(wan) 億(yi) 分之一秒)內(nei) 將水加熱至了 10 萬(wan) 攝氏度!

最奇怪的是,水加熱到這麽(me) 高的溫度居然居然沒有蒸發!

美國 SLAC 國家加速器實驗室(SLAC National Accelerator Laboratory)提供了這個(ge) 設備,X 射線成像是一種獨特而不可替代的技術。
一方麵是由於(yu) X 射線在固體(ti) 中強大的穿透力,另一方麵在於(yu) X 射線的波長短到可以直接用於(yu) 解析物質的原子結構。
所以,在這項實驗中,烏(wu) 普薩拉大學科研人員就利用了 X 射線自由電子激光器來探究水的未知真相。

這種激光水溫加熱法和我們(men) 在日常生活中所采用的常規熱水法是不同的。常規加熱水的時候,熱量使水分子運動加劇,水溫由此升高。溫度就是表征物體(ti) 內(nei) 分子布朗運動速度的一個(ge) 量,也就是說物體(ti) 內(nei) 分子運動速度越劇烈,溫度越高。
但是此次的激光加熱則不同,它反其道而行之。強大的 X 射線將水分子中的電子轟了出去,因此破壞了水分子中的電荷平衡,進而導致原子們(men) 在超強排斥力的作用下,產(chan) 生劇烈的運動。

Caleman表示
日常當中隨著水的加熱,分子越來越強烈地被震動。越熱,分子的運動越快。據該科學家稱,使用激光加熱水的情況根本不同。激光中的X射線將電子從(cong) 水分子中衝(chong) 出並破壞電荷的平衡。突然間原子感受到強烈的排斥力並開始猛烈地移動。水在75飛秒以內(nei) 從(cong) 液體(ti) 到等離子體(ti) 發生相變。等離子體(ti) 是一種物質狀態,其中電子已經從(cong) 原子中去除,留下一種帶電氣體(ti) 。
當水從(cong) 液體(ti) 轉變為(wei) 等離子體(ti) 時,由於(yu) 原子沒有時間顯著移動,所以它保持在液態水的密度。這是一種在地球上無法自然發現的現象。該團隊說,所產(chan) 生的等離子體(ti) 具有與(yu) 太陽和木星上發現的一些等離子體(ti) 相似的特性,但密度較低,不過溫度已經超過地球核心溫度。
Olof Jonsson表示
研究員奧洛夫·瓊森教授(Olof Jonsson)教授表示,當水變成等離子態時,因為(wei) 水分子中的原子還未來得及產(chan) 生運動,所以它的密度和正常液態水的密度是一樣的。這種狀態的物質是非常罕見的,地球上之前並未出現過,陽和木星上倒是有一些性質相似的等離子體(ti) ,但其密度要比本次實驗中獲得的等離子水小很多。
要知道,實驗中水的等離子體(ti) 溫度居然達到了 10 萬(wan) 度,這甚至超過了地核的溫度!而且實驗過程中,科學家們(men) 發現不同狀態的水在密度、比熱容、熱導率等等方麵的表現都天差地別。
由此可見,水這種看起來再普通不過的物質其實蒙著一層麵紗,它擁有著不為(wei) 人知的奇特性質。
那麽(me) 科學家們(men) 搞出來這麽(me) 一台熱水器是要幹嘛呢?難道真是想讓人們(men) 用上更快的熱水器?當然不是,即便是,誰買(mai) 的起呢?科學家們(men) 表示,他們(men) 是想更深入的研究的特水性,因為(wei) X射線激光器可以在極短時間內(nei) 展現物質結構特性。

所以可以用這種辦法,水離子化並打破其所有的化學鍵,從(cong) 而實現對水的加熱。不過按說這麽(me) 高溫度的水應該瞬間就會(hui) 蒸發的,為(wei) 什麽(me) 這次實驗過程中沒有蒸發還有待探索。
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