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只要溫度低到0℃,水就會結(jié)冰,這時(shí)候是冰水混合物,溫度再低一些,就會完全凍結(jié)成冰,溫度越低,冰就凍結(jié)得越結(jié)實(shí)。冰是寒冷的代名詞,但是,隨著對冰的研究越來越精細(xì),人們發(fā)現(xiàn),冰的形成不僅跟溫度有關(guān),還跟壓力有關(guān),在壓力改變的情況下,也會有溫度高于0℃的冰存在,它們被稱為熱冰。
冰的熔點(diǎn)與壓力存在著一種奇妙的關(guān)系,在2200大氣壓以下,壓力越大,冰的熔點(diǎn)就越低,大約每升高130個(gè)大氣壓則降低1攝氏度;超過2200大氣壓后,壓力越大,冰的熔點(diǎn)則越高,3530大氣壓下冰的熔點(diǎn)為-17℃,6380大氣壓下冰的熔點(diǎn)為0℃,16500大氣壓下冰的熔點(diǎn)為60℃,而20670大氣壓下冰在76℃時(shí)才熔化,稱為名副其實(shí)的“熱冰”。這都是地面實(shí)驗(yàn)室里創(chuàng)造的奇跡,在地球地面下160公里處也可能有冰塊。在這個(gè)深度,每平方米的壓強(qiáng)高達(dá)3400噸。這樣大的壓強(qiáng)可以將液態(tài)水變?yōu)楸贿^,由于壓力的原因,這里冰塊的溫度可能高達(dá)150~200℃。
在太陽系以外的其他星球上,熱冰的存在可能很正常,它們是自然存在的。日外行星GJ1214b幾乎整體被水覆蓋,距離恒星很近,它的表面溫度為230度,但這顆星球的表面并不會僅僅是熱氣騰騰的水,也不會僅僅是熱氣騰騰的水蒸汽,它的大氣層非常濃厚,大氣層的壓力可能會讓表面的水變成熱冰。熱冰覆蓋著整個(gè)星球,這里應(yīng)該是一個(gè)熱氣騰騰的冰世界。
即使是表面的壓力不夠大,在海面以下,水的壓力也很大,在大氣層和水的共同壓力下,海底會出現(xiàn)熱冰。一般來說,海底的溫度會低一些,在這個(gè)星球上,壓力和溫度的共同作用,會在某個(gè)層面出現(xiàn)熱冰形成的平衡點(diǎn),在不知道什么深度的地方會出現(xiàn)熱冰。
編輯:徐彥