水可以被压缩吗?强行压缩会发生什么?

理论上来讲万物都可以被压缩,因为物体都是由微观粒子构成,主要是分子和原子,如果再继续细分还可以分成中子、质子、电子,甚至还可以分成多种类型的夸克。

但是在日常生活中给我们的感受是:水没有办法进行压缩,因此在液压系统中才可以进行精准的控制和传递压强。当然了液压系统中并不用水作为介质,因为水的粘度太小,容易泄漏不好密封,主要用的还是液压油。虽然在实际的应用中可以这样理解“水不可以被压缩”,同时这也并不影响使用,主要还是因为一般条件下水被压缩形变完全可以忽略不计的。

马里亚纳海沟被认为是地球上最深的海沟,深度可以超过11000米,我们知道深度每下降10米,就会增加一个大气压强,而马里亚纳海沟底部的大气压强可以达到1099个标准大气压。在这样极端的环境下,水的密度发生了变化,增加了大约5%左右,还是常规的状态,但足可以说明水是可以被压缩的。如果继续增压,那么大约达到6100大气压强的时候,水会被压缩成高密度冰变成固体,如果地球上存在六千万米深的海沟,那么在它的底部就可能形成高密度冰,当然温度低也是一方面影响。

水的基本构成是水分子,一个氧原子和两个氢原子构成一个水分子,如果压力可以达到一百万个大气压(100Gpa),那么分子就会被破坏,氢氧离子密集的堆积到一起,形成晶格。水的这种状态又被称为超离子态水冰,具备了金属感的导电性质,可以把这种状态理解成“金属冰”,水的这种状态都是经过试验验证过的。木星是一颗气态巨行星,但是随着内压的不同,木星呈现出分层的结构,最外层是气体随既是液态氢,最内部就是金属氢。

我们都知道恒星发生核聚变,就是因为内核处极度高温、高压的环境,氢核碰撞发生聚变形成氦核,如果是超大质量恒星演化到生命后期发生超新星爆炸就会形成黑洞或者中子星。黑洞目前难以理解内部的物质状态,但是中子星很好理解,就是因为电子被挤压进原子核内和质子结合形成中子,最后中子星的密度几乎就是原子核的密度了。如果换成黑洞,那内部的物质就更难理解了,密度就是我们无法理解的“大”,已经不是常规物质了。

因此说世界万物都可以被压缩,就看外部的压力有多大,那么什么是不可以被压缩的哪?理想的刚体,完全不会有形变的发生。水看起来亦刚亦柔,但还是可以被压缩的。


文/科学黑洞,图片来源网络侵删。