压缩一滴水有多难一旦人类掌握该技术,未来就能“点石成金”

时间:2020-02-16 来源:www.wallfem.com

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简介:水、空气和阳光是大多数人每天接触的三大自然因素。与空气和阳光相比,水更丰富和具体,但这并不意味着我们真正了解水。水可以被压缩吗?不要脱口而出,答案可能不像你想的那么简单。

古人说:“但既然水还在流,尽管我们用剑把它切开,举起你的酒杯来减轻你的悲伤和忧虑吧”。这首古老的诗生动地描绘了诗人心中不可阻挡的悲伤,绵绵不绝。它也从侧面反映了水,一种物质,通常是无助的。你为什么这么说?当水是气态时,它是虚幻的。当它是液体时,它连续流动,没有固定的形式。当它变成固体后,有时是不可摧毁的。人类对水的无助似乎隐藏着一个更深刻的问题。水可以被压缩吗?

对于这个问题,有些人说是,有些人说不是。那些认为只要外界强加一定的条件,水就可以被压力压缩的人。说不的人引用了液压系统中的水不能被压缩的事实。水可以被压缩吗?为了理解这个问题,我们需要从水的基本成分开始。众所周知,世界上的一切都是由基本粒子组成的,水也不例外。科学家们长期以来在化学上发现,水是由水分子组成的,而水分子又是由两个氢原子和一个氧原子组成的。

当然,氢原子和氧原子之间的键不是简单地粘在一起,而是通过氢键连接在一起。氢键的存在允许水在三种形式之间自由转换。当氢键被外部环境因素破坏时,原来的液态水或固态水将转化为气态水。当氢原子和氧原子之间的氢键被外部因素重新建立时,气态水将变回液态水或固态水。因此,只要水分子保持稳定,氢键就必不可少。

一旦氢键存在,氢原子和氧原子之间就会有一个固定的距离,这为压缩水分子提供了前提。然而,化学家通过研究发现,在不破坏氢键的情况下,缩短氧原子和氢原子之间的距离太难了。有没有其他压缩水分子的方法?事实上,虽然水分子之间没有其他键,但它们也有一定的距离,所以它们也可以通过施加压力使水分子更紧密,这是液态水变成固态水的原理之一。

有些人可能会说这种压缩根本不是必要的。有没有办法压缩氢和氧原子的内部结构?理论上,原子的内部结构确实可以被压缩,因为原子核外仍有“大量”的空间。这个“质量”与原子核和电子有关。如果把原子比作篮球场,那么原子核就比篮球场小,更不用说电子的大小了。这也意味着原子结构是存在被压缩的基础,但这几乎是不可能的。

如果有一天人类掌握了压缩原子内部空间的技术,那么将一些石头变成金子就不远了。因为无论是把石头变成金子还是压缩原子,都可以被视为改变了原子的性质,把原来的元素变成了另一种元素。