Что произойдет, если до предела сильно сжать воду?

Вода присутствует повсюду в нашей жизни, и ее даже называют источником жизни.

Она обладает уникальным свойством: его плотность уменьшается, когда она становится твердой. С микроскопической точки зрения это связано с тем, что, когда вода находится в жидком состоянии, расстояние между молекулами воды меньше, что также показывает, что воду на самом деле трудно сжимать.

Вода

Однако, теоретически, то, что ее трудно сжать, не означает, что ее невозможно сжать при определенных обстоятельствах. Так что же происходит с водой после ее принудительного сжатия?

Газ, жидкость, твердое вещество

Объекты обычно имеют три формы существования: газообразную, жидкую и твердую. Между ними существуют определенные различия как на макро-, так и на микроуровне. Само собой разумеется, что макроразличия само собой разумеется.

1. На микроскопическом уровне, когда это газ, расстояние между молекулами материала очень велико, и между ними практически нет силы. Они обычно не имеют фиксированной формы и объема, и их легко сжать.
2. Когда это жидкость, расстояние между молекулами уменьшается, но сила взаимодействия все еще очень слаба, поскольку молекулам не обязательно находиться в фиксированном положении, чтобы балансировать, поэтому жидкость будет обладать определенной текучестью.
3. Когда она станет твердой, молекулы будут очень близки друг к другу. В это время сила взаимодействия между молекулами будет очень большой. Чтобы находиться в относительно сбалансированном состоянии, молекулы будут двигаться только в небольшом диапазоне. в фиксированном положении. При движении объект также будет формировать определенную форму.

Нормальное сжатие

Сильно сжатая вода превращается в лед

Чем выше температура воды тем активнее будут молекулы, и тем больше расстояние между молекулами. Поэтому эти молекулы подобны детям, которые боятся холода. Чем ниже температура, тем активнее они будут.

Поэтому, если вы хотите сжать, вы должны сначала использовать охлаждение, чтобы крепче удерживать этих «детей», или за счет давления используя внешнюю силу, чтобы сжать их.

Однако из-за особого строения воды, когда она становится жидкостью, промежутки между молекулами меньше, чем когда она находится в твердом состоянии, поэтому охлаждение явно нереально. Так целесообразно ли использовать давление?

Давайте посчитаем примерно, какое давление потребуется.

Давление стандартного атмосферного давления составляет 101кПа, то есть давление, полученное на квадратный сантиметр, составляет около десяти Ньютонов, и мы рассчитываем его в этой единице.

По данным, полученным учеными, для того, чтобы сжать воду и изменить ее форму, необходимо примерно от 10 000 до 100 000 стандартных атмосфер. Более распространенный метод создания давления в лаборатории называется технологией алмазной наковальни. Его предел составляет сотни тысяч стандартных атмосфер, поэтому сжимать воду очень просто.

Но с помощью экспериментов ученые обнаружили, что при приложении к воде давления вода превращается в лед. Как только он будет устранен, он вернется в исходное состояние воды. В это время мы должны думать под другим углом.

Сильное сжатие

Черная дыра, образуется если сжимать воду до предела из нейтронной звезды

Хотя расстояние между молекулами воды достаточно мало, мы также можем с атомной точки зрения, сжимать молекулы воды.

Атомы в основном состоят из ядер и электронов. Хотя масса атома зависит от массы ядра, фактическая площадь, занимаемая ядром, очень мала по сравнению с размером всего атома. Так что с точки зрения атомов, пространство сжатия атомов очень велико.

Но технически говоря, сжатие атомов требует преодоления огромной силы отталкивания, создаваемой электронами, против внешних сил.

Чтобы такая ситуация произошла, необходимо, чтобы эти электроны улетели под давлением не менее полумиллиона стандартных атмосфер. В этот момент вы заметите, что химические свойства воды изменились. Она уже не становится прозрачной, а имеет свой цвет.

Что касается мест, где давление очень высокое, то в настоящее время мы знаем, что живем в центре Земли, где давление составляет от четырех до одного миллиона атмосфер. Там водородный элемент в воде может сжиматься до определенного уровня, металлического водорода.

Когда мы приближаемся к ядру планеты Юпитер, давление воздуха здесь может достигать тысячи стандартных атмосфер. При таких обстоятельствах электроны внутри атомов начинают генерировать «давление электронного вырождения» и отталкиваться наружу, если сила не соответствует им, электроны будут выдавлены из металлического ядра, и произойдет протонная реакция. В это время молекулы воды станут нейтрино.

По мере того, как нейтрино продолжают собираться, они образуют нейтроны, а давление будет продолжать расти, и нейтроны объединятся, образуя нейтронную звезду.

Когда давление воздуха достигает определенного предела, объем нейтронной звезды сжимается до бесконечно малых размеров, а масса продолжает увеличиваться, не превратится ли она в ужасающую черную дыру?

В конце

Этот результат действительно немного удивителен. Кто бы мог связать воду с черными дырами? Черная дыра, небесное тело, которое не может ускользнуть даже со скоростью света, поглотит Землю, если оно не будет осторожным. Это существование еще более неуловимо для людей.

Но в конце концов, это всего лишь идеальная теория. В конце концов, если мы действительно хотим реализовать эту вещь, необходимое давление находится за пределами нашего воображения. Сможем ли мы сделать это с нашими нынешними способностями, это другой вопрос, просто из-за сложности операции. Это уже ад, не говоря уже о том, что может возникнуть множество трудностей, которые в настоящее время невозможно решить.

В настоящее время уровень человеческого понимания, науки и техники все еще очень ограничен, поэтому эти дикие фантазии можно рассматривать как просто воображение.

Даже если вы хотите получить искусственные черные дыры путем сжатия воды, этот метод в настоящее время не кажется очень хорошим методом, поэтому изучать его не имеет особого смысла, а лишь удовлетворяет человеческое любопытство.