沸腾吸热还是放热 气液固三态转化关系图


水,拥有气、液、固三态,这是我们从小便知的科学常识。在宇宙的宏大背景下,水还拥有另一种特殊存在形式——玻璃态水。它是由水分子在蒸汽状态缓慢成尘埃粒子等冷基质上,最终形成于彗星一类较大上的结果。

实验室中,我们可以通过超淬冷技术得到两种形式的玻璃态水:超淬冷玻璃水(HQGW)和低密度非晶水(LDAW)。这两种水的粘性液态具有不同的动力学稳定性。(水A和B)尽管它们在形式上有所区别,其玻璃化转变的过程却是科学探索的关键。

关于水的玻璃化转变温度(Tg),一直是科学家们研究的焦点。当分子在特定时间尺度上发生弛豫时,其温度即为Tg。目前广泛接受的数据是Tg=136 K。

落球纳米粘度实验和同位素交换实验却对这一数值提出了质疑。实验结果显示,在温度提升到结晶温度155K时,并未观察到具有粘性液体行为的水。

那么,水的Tg到底是多少?有学者提出质疑,认为Tg可能高于结晶温度,这一观点若成立,将解释液态水A和B的存在以及其他一些观察结果。

第一,有研究表明Tg的数值可能接近165±5 K。这一发现基于对超淬冷分子液体的新测量结果以及与玻璃金属和硅酸盐的观察对比得出。

第二,水的玻璃化转变并非易事。有时,我们观察到的Tg附近的吸热效应,可能是退火效应的体现,而非真正的玻璃化转变。这种观察结果提示我们,先前对Tg的认知可能存在误差。

第三,虽然有数据支持Tg=136K的观念,但也有研究认为这仅仅是“影子”效应的体现,真正的Tg可能无法直接测定。这为我们提供了新的研究方向。

第四,尽管关于水的科学研究仍在持续进行中,但水的神秘性质仍吸引着科学家们去探索。水的世界充满了未知与谜团,每一次的探索都可能带来新的发现。

水是地球上生命之基,其性质与状态仍有许多未知等待我们去揭示。关于其玻璃化转变温度的争论或许正是科学探索的魅力所在。

附上几篇与水的研究相关的文献资料链接供进一步探讨与研究。

链接一:关于水的科学研究

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