先从最小体积的一滴水说起,如果我说最小的一滴水是“一分子水(H₂O)”,应该没毛病吧,不过自然界可能不会存在。同时肉眼观察不到,不过,你遇到博学多才的我,当然能给你们看到“单分子水”。
单分子水
北京大学于2014年1月5日发表在《自然-材料》[Nature Materials DIO: 10.1038/nmat3848],在世界上首次拍到水分子的内部结构,并揭示了单个水分子和四分子水团簇的空间姿态。
水分子的内部结构
单个水分子的内部结构
单个水分子、四分子水团簇的内部结构
上图显示了水分子在氯化钠表面上的排列方式和单个水分子、四分子水团簇的内部结构。
自然界存在最小水
二聚水”(化学式:(H₂O)2)
自然界的水一般是由若干水分子通过氢键作用而聚合在一起,形成水分子簇,俗称——水分子团。其中最简单的应该就是“二聚水”(化学式:(H₂O)2)。但是吧,水分子团的研究内容不多,人类对于它了解不多。
这里特别提一下,很多无良商家经常用小分子水来忽悠消费者,很多都是不实宣传的胡说八道。小分子并没有这么神奇,但是它也有自己的特殊性质。
六角水
再大一点的水分子团就是“六角水”是由5-7个水分子联成的小分子团水,俗称——六角水。是自然界真实存在的一种小分子团水。
小分子团水的结构,有可能是六角、五角或四角构造,所以我们叫他们六角水、五角水、四角水。
悬滴法示意图
一滴水
悬滴法测定液体的表面和界面张力
能力有限,我只能想到的只有——悬滴法测定液体的表面和界面张力。虽然我也不太懂,但是也可以简单讲一下:
悬滴法(Pendant Drop method)来测量液体的表面和界面张力,源于19世纪末(1882),Bashforth和Adams就在Young-Laplace公式的基础上,推导出了描述一个处于静力(界面张力对重力)平衡时的悬滴轮廓的方程式。
1980年代到1990年代,计算机技术和数字图像技术发展,逐步被计算机数字化,现在市场上供应的悬滴法仍可分为二类:基于数字图像的选择平面法(selected-plane(s) method);基于数字图像的完整液滴轮廓法(whole drop profile analysis)。
不太懂“悬滴法”,就不再误人子弟了~~~~
人类记录中最大的雨滴
人类现有记录中,最大的雨滴在8.8毫米至1厘米之间浮动,科学家们在1995年的巴西和1999年的马绍尔群岛上空均发现了这些大雨滴。
雨滴的形成:云朵中的水蒸气要有个东西将它们凝结起来,比如:灰尘、烟雾甚至是盐中的微粒漂浮在空中,才能形成雨滴。
所以现在发现的最大雨滴,并不是单纯的依靠水的力量才形成这样的。。。
失重下的一滴水
理论下,在失重条件下,原则上水滴可以无限大。地球上也可以模拟失重条件,比如自由落下的飞机中,下落加速度大于地球重力加速度就行了,很多国家都有用过训练宇航员,只要你有钱,也可以体验一把。
以上放了几张失重状态下的水的形态,还是很赞的,如果继续加水,这个一滴水还是可以继续加大的。上面提到,地球上就可以模拟失重环境,所以理论上地球上的一滴水可以无限大。
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