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超臨界水被發現,在464℃下也不會蒸發,它的存在已顛覆物理學

相信學過高中物理的人都知道,在正常大氣壓(P0=101.325kPa)下,水的存在狀態有三種:氣態、液態和固態。正常大氣壓下,當環境溫度變為零攝氏度時,水會凝結成冰,由液態變成固態。而當環境溫度達到99.975攝氏度(人們習慣約等為100攝氏度)時,水會沸騰,蒸發成水蒸氣。

然而,剛才我們說到的水的狀態轉化有一個前提條件--正常大氣壓下。那麼當氣壓發生變化的時候,水又會發生怎樣的變化?

2005年,德國不來梅雅各布大學的地球化學家安德里亞教授和她的研究團隊在大西洋中部山脊發現一處高溫熱液噴口。這個噴口周圍的水最低溫度407°C,最高溫度則達464°C之高,這也是人類至今在地球上發現溫度最高的水。

按常理說,水達到100攝氏度時就會沸騰蒸發,由液態轉變為氣態,然而這一噴口的水在464攝氏度的高溫下仍呈液態,這背後的原理究竟是什麼?

原來,科學家們發現的熱液處于海底深處,海底深處的壓強極高,當海水在地殼擴張分離滲進地下碰上熾熱的高溫岩漿時,在這一高壓高溫狀態下,因高溫而膨脹的水的密度和因高壓而被壓縮的水蒸氣的密度正好相同。而這一狀態下的水被科學家們命名為「超臨界水」。這是人類第一次在自然界中發現超臨界水。

科學家們表示,超臨界水具有兩個顯著特性:強反應活性以及比普通狀態下的水更廣的融合能力(可與油性物質混合)。超臨界水這兩個特性使得其在環保領域得以大展身手。

大家都知道,用傳統方法很難妥善處理廢水體系,而將有機廢物和氧氣等氧化劑在超臨界水中進行氧化反應的SCWO技術可以將廢水中的有機廢物去掉,而SCWO如今也已被視為最具發展前景的環保新技術。

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