每個人的生存都離不開水，水是一種很常見的物質，在地球上水也是大量存在，地球表面71%以上的面積都是水域，而且也可以說水在宇宙中也是大量存在的，科學家們認為太陽系中的很多星球上都有水，比如木衛二、木衛三、木衛四、，這三個星球上的水甚至比地球上還多，而且據說在一些類星體的附近，水多到難以置信的程度，總量往往會超過上億個地球質量。

水雖然很常見，我們對它的很多特性也都習以為常，但其實水的物理性質是很奇葩的，水的最小狀态是水分子，一個水分子由一個氧原子和兩個氫原子組成，一滴水中大約有一億個水分子。

水和很多其他物質都不同，比如在一個大氣壓下，水的密度最高的時候是4℃，低于或者高于這個溫度，水的密度都會變低，所以冰才會浮在水面上，其他常溫下的液态物資卻不具備這種特性，因為通常都是固體的時候密度較大，液态和氣态的時候次之。

在不同的地方和環境中，水狀态也是不一樣的，在地球的表面，因為氣壓和溫度的适宜，所以地表的水大都是液态的，當溫度降到零度的時候，水就會結成冰，而在一個大氣壓下把水加熱到一百度的時候，水就會汽化成水蒸氣。通常彗星上都有很多冰，受到陽光照射的時候，這些冰會直接汽化成水蒸氣噴發出去，于是就成了彗星的長長的尾巴，在木衛二木衛三木衛四這樣的星球上，據說表面是上百公裡厚的冰層，冰層下面則是液态的水。其實在廣闊的星際空間中存在的大量塵埃中也有很多水分子，在類星體的周圍常常也有很多，不過都是以氣态水分子的形式存在。

水到0℃結冰是我們都知道的常識，但是科學家們曾經做過一個奇葩的實驗，就是把水加熱到105度的時候，發現水竟然又結成了冰，這是怎麼回事呢？

在我們的主觀認知中，水是不可能出現這樣的情況的，其實常态之下水的确不會出現這樣的情況，因為一個大氣壓下水達到100攝氏度就會轉變成水蒸氣，高原地區甚至不到80℃水就開始沸騰了，何況是105℃呢？所以水在105℃結冰的現象肯定是在特殊條件下出現的。

這個奇葩的實驗是美國麻省理工學院幾位科學家在預測碳納米管會排斥水分子的猜想之下做成的，他們弄了一些非常細的碳納米管，這些碳納米管僅有幾個水分子大，他們先往這些碳納米管裡放水，然後将這些碳納米管加熱，但是實驗與他們預期的結果不同的是，當測試到溫度在100℃以上時，水居然變成了冰！真是讓人非常吃驚。

在這次試驗中，由于很難去确定水固化時的溫度，所以科學家們認為水在碳納米管中結晶的最低溫度為105℃，這一溫度被默認為最小值，其實在溫度高達150℃以上時，水在其中還是有可能結成冰！

那麼究竟是什麼原因使得水在100℃以上也能結冰呢？其實這是由于碳納米管的過小的直徑導緻的，因為溫度的升高，導緻了水分子的運動狀态發生了變化，但又由于碳納米管非常的細小，水分子的活動在裡面受到了很大的限制，無法像常态下液态水變成水蒸氣逃逸掉，這種變化反倒促使水分子出現了結晶的現象，反應出來就是碳納米管中的水在高溫下結了冰，這也好像正應了我們常說的物極必反這句話。

這也說明水處于極其小的空間裡時，其冰點及沸點也都會發生變化的。科學家們通過實驗還發現，直徑不同的碳納米管會使得水的冰點也大不相同，即便它的直徑從1.05納米擴大到1.06納米，水結冰的冰點溫度都會有數十度的差異。

水還有很多其它的物理特性，我們已可以利用它的特性做很多事情，但也有些還等着人們去發現和利用。

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