怎么理解翡翠低温高压?

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这个问题提的有点意思,我也有点好奇,所以来知乎搜了一下答案,发现大家似乎对“低温高压环境”的理解都不大一样。 首先,我们从这个名词入手,搜索“低温高压”,第一个链接就是国家标准《天然矿泉水的定义》,其中指出: 可以理解“低温高压”指的是水在0℃以下、1000个托勒密压力(每平方厘米145公斤)之下。但这只是对“低温高压”的定义,并没有解释其产生的过程。 那么,水是如何在0℃以下形成呢?有两种可能:一种是先结冰,然后再融化;另一种是直接形成冰晶体。前者需要两个条件,一是0℃以下,二是充分搅拌使冰晶粒充分融合,我认为后者更加靠谱一些。因为自然界的泉水都是流动的,且富含矿物盐类,溶解有较多钙、镁离子,如果温度降低出现冰晶的话,这些带电离子会阻碍冰晶的生长,所以会呈颗粒状而非我们印象中晶莹剔透的样子。

而“高温高压环境”又该如何理解呢?百度百科上关于“高温高压”是这样介绍的: “高温高压”应该是指100℃以上,1000个托勒密压力(每平方厘米145千克)以上的环境。这种解释符合我们的常识判断。 将上述两种表达置换一下,即: 在0℃以下并且1000个托勒密压力以上的环境下,形成了一种水合物(冰)。这种水合物我们在自然界中通常称之为“冰川”“冻土层”等。 而“高压”和“低温”这两个名词本身并没有很大的内涵差异,都描述的是一种状态,所以我还是更加赞同第二种观点,即由温度低导致的水结晶过程。

不过这里要留个疑问:为什么水是三态中的液体而不是气体或固体呢?根据相态变化中的“凝固”现象,液体变成固体,是需要微观粒子排列更紧密,而分子运动幅度减小,也就是需要微观上的有序结构和宏观上的体积增加才形成的。从微观上来说,水分子之间的作用力既有氢键又有范德华力,它们之间的相互作用可形容为无规则运动(热运动),这样的分子运动形态,显然更适合液相而不是固态。另外,熔沸点的衡量标准是分子间作用力的强弱,对于水分子来说,氢键的较强存在也使得水的沸点较高。

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