水的密度在什么温度下达到最大(水的密度在什么时候达到最大)2021-07-30 11: 51科学探索细菌
水可以压缩，但是很难 。水和空气都是流体 。空气体可以压缩，水不可以 。通常，我们认为液体是不可压缩的 。比如液压机、水压机通过液体传递压力 。
其实所有的物质都是可以压缩的，因为分子之间，原子之间都是有空隙的，原子内部有广阔的空空间，99%的体积都集中在一个微小的原子核上 。如果要压缩它们，需要克服分子和原子之间的斥力，但所需压力如此之大，一般很难实现 。所以一般认为液体和固体都是不可压缩的 。
在常温常压下，纯水的密度约为每立方米1吨 。海水含有盐等其他物质，所以它的密度比纯水高 。
压力可以改变物质的密度 。在地球的海洋中，深度每下降10米左右，海水的压力就会增加一个大气压 。在万米深海，那里的压力达到1000个标准大气压，是海平面的1000倍 。在巨大的压力下，水仍然是液体，但它的密度比海平面的水高5%左右 。可见，水确实可以被压缩，但难度更大 。
温度的变化也会改变水的密度 。绝大多数物质热胀冷缩，但水在4℃ ~ 0℃时会异常膨胀，即热缩冷胀 。水的密度在4℃左右最高 。另外，水结冰后，体积也会膨胀，但冰还是热胀冷缩 。罐装饮料禁止冷冻只是为了防止瓶子爆裂，尤其是碳酸饮料 。
把100立方米的水压缩成1立方米需要多大的压力？100立方米的水大约是100吨，压缩成一立方米，那么它的密度就会达到每立方米100吨 。地球上密度最大的物质是金属锇，其密度约为每立方米22.6吨，连地核的密度都比不上 。
每立方米100吨的物质在地球上是不存在的，所以我们只能去宇宙中寻找 。研究表明，太阳核心的密度约为每立方米150吨，高于每立方米100吨 。
在宇宙中，每立方米100吨并不大，还有密度更高的物质 。白矮星上的物质密度可以达到每立方米100万吨 。在这种状态下，甚至连原子核外的电子层都破裂了 。处于这种状态的物质叫做超固体物质 。中子星上的物质密度高达每立方米10万亿吨 。处于这种状态的物质被称为中子态，因为在这种状态下连原子结构都被打破了，核外电子已经被压入了原子核，与原子核内的质子结合成为中子 。再往上，密度达到临界值 。因为空的一个小区域内聚集了太多的物质，所以即使是空也会“破碎”，形成一个几乎可以吞噬一切的黑洞 。这个时候，事情发展到了什么地步，是什么状态？连科学家都不知道！
【水的密度在什么时最大 水在几度密度最大】据科学家估计，太阳内部压力相当于3000亿个标准大气压 。如果要把水的密度压缩到每立方米100吨，估计至少需要几百亿个大气压 。这样的压力只有恒星级别的天体才能达到 。
虽然人类已经能够在大型强子对撞机中产生仅次于黑洞的压强，但它只适用于微观物质，根本无法用来压缩宏观物质 。所以人类目前不可能把100吨水压缩到1立方米 。
水被压缩到这种状态会发生什么？水由分子组成 。只要施加压力，分子间的间隙会变小，密度会增加，但当压力不够大时，这种变化并不明显 。做功会增加物体的内能，提高物体的温度 。当压力足够高时，水分子不仅会被紧紧地挤在一起，而且它们的化学键也会被打破 。这时，化学意义上的水已经不存在了，取而代之的是一种由氢和氧组成的特殊物质——等离子体 。
太阳中的高密度物质是等离子体，温度高达1500万℃ 。太阳之所以发光发热，是由于内部的核聚变反应 。如果把100吨水压缩到一立方米的空范围，是否意味着可能发生氢核聚变，变成一个小太阳？事实并非如此 。物质密度达到每立方米100吨，形成的高温高压条件不是太阳内部能比的 。而且太阳中的持续核聚变依赖于质量的尺度效应 。
人类一直致力于实现可控核聚变，但由于很难将核燃料保持在太阳内部如此高压的状态，因此需要将核燃料的温度提高到数亿摄氏度，才能发生核聚变 。
如果人类真的有能力把100立方米的水压缩到1立方米，这就需要超压，那么人类就一定有能力实现可控核聚变 。那时候，人类应该不用担心能源问题 。这不是新时代吗？
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