零下44摄氏度水的物理性质最奇特

瑞典一项新研究发现，水能在两种不同的液相形态间振荡切换，这种振荡在零下44摄氏度最为剧烈，导致水的一些物理性质在这个温度下表现得最为奇特。

与其他物质相比，水的物理性质独具特点。例如，多数物质的密度会随温度降低而增大，并且固态密度大于液态；但水的密度在4摄氏度时最大，而冰的密度反而比液态水小。一直以来科学家对这些特性的成因充满好奇。

斯德哥尔摩大学教授安德森·尼尔松领衔的团队此前研究发现，水能以两种不同密度的液相形态并存，并在两者之间振荡切换。

在最新研究中，这个团队利用X射线激光器，在不同温度下向高纯度液态水样本发射持续时间超短的X射线脉冲。在不改变压力情况下，即使温度低于零摄氏度，高纯度水样本的结冰率也很低。他们获得的图像显示，随着温度降低，水在两种液态间的振荡逐渐增强，在零下44摄氏度时这种振荡状态达到峰值。

研究人员解释说，两种液态水的密度和粘度不同，水分子键的连结方式也不同。正是因为水不停地在两种液相间振荡，所以表现出了一些奇特物理性质。比如零摄氏度以下液态水会持续膨胀，而且温度越低膨胀越明显，压缩性和热容量也会显著变化。在零下44摄氏度振荡最剧烈时，水的物理性质也表现得最奇特。

“过去几十年来，（科学界）有很多猜测和理论来解释水分子独特性质的成因，以及为什么随着温度降低，这些独特性质表现得越发明显。现在我们找到了这样一个峰值，这意味着在压力不断升高过程中也存在一个拐点。”尼尔松说。

这项研究即将发表在美国《科学》杂志上。

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