为啥把水加热到105℃时，水会结冰？科学家有什么结论? 水加热超过105度会结冰，实验结果到底怎么样？
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水的最高温度毫无疑问不止一百℃，在很多人的记忆中，水的最高温度只可以到达一百℃，超出这一温度，那么水便会由液体转变成水蒸汽，实际上，这样的认知并不正确，这是因为当外界的环境变化时，水的温度也会产生变化，例如在高海拔上使用热水壶烧水时，就算是水烧开了，也达不到一百℃，最高只有80℃上下。
有关于水的特点大家早已经耳熟能详，不过科学工作者发现了水的一个反物理属性，水在105℃的持续高温下竟然会发生结冰，这一发现也让许许多多的专家学者们跌破了眼镜，而之所以能够发生这类状况，主要是因为这一些水是放入碳纳米管理的，因而这些水并不会随着温度的增加蒸发掉，通过再度加温后，便可以轻松的使水的温度到达105℃，这时候水便会奇迹般的发生结冰了。
研究发现，多个水分子积聚在密封的纳米管里时，加温之后变化了水分子间的结构特征，造成水分子发生了重新组合的情况，从而极大幅度的提升了水的冰点，因而就有了持续高温下发生结冰的情况，大家应该都知道，水在一百℃时会烧开，在0摄氏度时会发生结冰，在标准大气压下，水最高就只可以加温到一百摄氏度，到达该温度后，不管再怎么加温其温度都没法再升高，假如想要让水的沸点提升，那么就只能够通过变化大气压强来变化沸点了，要知道的是，在标准大气压下，水的沸点是一百℃，假如水被加温到了一百℃，并且持续加温的情况下，水的温度并不会提升，而水也会慢慢转变成水蒸汽挥发掉。
水的温度到达105℃后，这些水由于没法从液体转化为气态，其内部结构的能量就没法释放出来，因为没有释放的渠道，这些分子就会重组，为此才会凝成“冰”，请相信我，这类“冰”并不是大家所耳熟能详的“冰”更不是大冬天大自然环境下因为低温形成的冰，它仅仅是某种结晶物罢了，毕竟它是在105℃下产生的，它和0摄氏度以下所产生的冰还是有着非常大的差距的。
水的另一个反物理属性大家都知道，那便是热缩冷胀，在地球上，人类文明已知的所有物品都会热涨冷缩，而水在温度减少的时候反而会发生结冰，冰的体积比水能大，正是因为这一反物理属性，水在发生结冰之后会漂浮在湖面而不是沉入水底，假如冰会沉入水底的话，一整个地球都会转变成一个冰封的世界，就不太可能有生命出现了。
在我们一般的认知中，水有三种状态：固态（冰）、液态（水）、气态（水蒸汽）。而一般情况下，水会在100摄氏度时就会汽化，成为水蒸汽，这也是常识性的东西了。
那说水在105摄氏度时会结成冰，那不是违反了物理定律了么？
105摄氏度时确实出现了水结成冰的现象，但是这个是有条件的，而且这时候结成的冰和日常我们所说零度时的固态冰并不一样，这时结成的是晶并不是冰。
详细得看一下这个实验了。
这项研究应该是2018年年国外科学团队发现的，当把直径只有1.8纳米的管状碳纳米管放入盛满水的容器中时，让直径只有0.5纳米的单个水分子进入这个纳米管中，然后加热至105摄氏度时竟然出现了纳米管凝固被堵塞，并且这个凝固现象中实际上其中的水分子温度并没有降低，但水分子却形成了和冰结构类似的固体。
这一现象也一反常态，水加热是不可能会凝固或者结冰的，但是在某种特性的情况：几个水分子和狭小的纳米容器内可以实现，但目前还并不清楚，这个凝固的状态和碳纳米管本身有没有发生反应。
那类似的反物理现象还有没有其他的例子呢？
光学黑洞
顾名思义，所有的光在遇到这个器件的时候，都有去无回。
光学黑洞实际上是用电磁材料来控制电磁波的路径，来模拟光掉进黑洞时的路径变化。从这个角度来说还是挺有意思的。
负折射率材料
负折射率材料在上个世纪还一直以为是不存在的，现在都造出来了。一般实现负折射介质是采用超材料，当然光子晶体也是可以的。
如果对超材料感兴趣可以点击这里，我对它做了比较详细的介绍：
地铁内超高速 Wi-Fi 中的超材料到底是什么，怎样 「剪裁」电磁波？
负折射率材料有很多反直观的特性，比如逆契伦科夫辐射。
什么是契伦科夫辐射？
契伦科夫辐射一般来说是物体运动速度大于介质里面波的传播速度。这里的波可以是电磁波，声波，水波等。
所以摩托艇在水面滑行产生的水纹就是契伦科夫辐射。飞机超音速飞行时引发的音爆也是由于契伦科夫辐射。
在电磁波中：
对于折射率为2的介质，电磁波的极限速度为0.5c（c是电磁波在真空中的速度），如果一个高能粒子以0.6c的速度射入这种介质，就会产生所谓的契伦科夫辐射。所以应该是这样的：
注意，在这里能量传播方向跟波的传播方向相同。
如果将材料替换为负折射率材料，那么很神奇的事情发生了：
可以看到能量传播方向跟波的传播方向正好相反。
还有逆多普勒效应，就是电磁波波源离你远去的时候，你发现它的频率在增加。
利用负折射率材料还可以制作完美的透镜，电磁波携带的所有的信息都可以恢复，没有衍射极限的问题了，也就是超透镜。
光子晶体
光子晶体是模拟固体物理中的晶体得到的。这就很神奇了，它跟晶体一样有禁带。
首先看看光子晶体怎么实现，它是这样的：
蓝色的普通的介质，比如介电常数为8的材料，其他的是空气。
照理来说，这种材料是不可以完全阻挡电磁波传播的，但是如果它排成这种周期结构，在某些频率下，它就可以禁止电磁波传播。所以就可以用来束缚电磁波，做成波导：
有人问这东西有什么用，波导不是可以用金属来做吗。但是在光频道，金属就不再是金属了，它们变成了普通的介质。所以光子晶体具有做光器件的潜力。它还可以做成三维的，就变成了类似光纤的东西。注意它跟光纤不一样，光子晶体是在亚波长尺度调控光波。
众所周知，水在100℃时会沸腾，在0摄氏度时会结冰。在标准大气压下，水最多就只能加热到100摄氏，达到该温度后，无论再怎么加热其温度都无法再上升。如果想要让水的沸点提高，那么就只能通过改变大气压强来改变沸点了。那么，大家是否想过，如果水被加热到了100℃以上，水会发生什么变化呢？科学家做出实验，结果让人意外！
要知道的是，在标准大气压下，水的沸点是100℃。如果水被加热到了100℃，并且持续加热的话，水的温度并不会提高，而水也会慢慢变成水蒸气。据了解，有科学家曾做过一个非常有意思的实验，那就是将水加热到105℃。那么，水加热到105℃时会发生什么呢？
科学家们为了保证水分子的稳定性，特意使用了一种名叫纳米管的材料，这是一种极为昂贵的新型材料，有着极为优秀的导电和导热性。实验开始之后，科学家们将水放入了纳米管中，并且不断加热。当水的温度来到100℃时，水开始由液态变为气态，但是由于纳米管的密封性很强，所以水分并没有挥发。随后，科学家便开始调节压强，紧接着水的温度就上升到了105℃。让人意外的是，水的温度达到105℃后居然“结冰”了。
科学家们认为，水的温度达到105℃后，这些水由于无法从液态转化为气态，其内部的能量得到无法释放，所以才会结成“冰”。当然了，这种“冰”并不是我们所熟知的“冰”，它只是一种结晶体罢了，毕竟它可是在105℃形成的，它和零摄氏度以下所形成的冰还是有很大差距的。
对此，你有什么看法呢？
水的温度达到105℃后，这些水由于无法从液态转化为气态，其内部的能量得到无法释放，所以才会结成“冰”。这种“冰”并不是我们所熟知的“冰”，它是一种结晶体，毕竟它可是在105℃形成的，它和零摄氏度以下所形成的冰还是有很大差距的。利用水的这一特性，科学家可以在航天等领域使用不同直径的碳纳米管，增加航天发射的安全性。
科学家们认为，水直接加热到105℃后，由于无法快速从液态转化为气态，将内部的能量释放，所以才会结成“冰”。这种“冰”并不是我们所熟知的“冰”，它是另一种水的结晶体，和零摄氏度以下所形成的冰还是有很大差距的。
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