在一裝滿水的硬質容器中放入一鐵塊並不斷對水施加壓強,鐵塊會如何變化?

時間 2021-05-08 19:03:02

1樓:asonglaw

水壓機已被廣泛使用,奧迪也用來造車,因此鐵球有可能會被壓縮,直到各方達到侷限,好比鍛剛,具體取決於鐵球的密度以及溫度等因數。

2樓:鳳泣梧

咋們姑且將鐵原子比作大號玻璃球,氧原子是中號的玻璃球,氫原子比作小號玻璃球。在不足以破壞原子結構的前提下結果應該是水先變成固態,然後和鐵像麵糰一樣混合在一起。最後在分子水平上形成乙個由無數小玻璃球組成的大玻璃球,玻璃球之間仍存在間隙。

話說壓強也不至於讓水變成固態吧,我覺得應該是壓力誒。對不起我摳字眼了…

還是感覺直接去掉裝置,把機械壓力想象成魔法沖壓,在一片真空中實驗更便於理解。

3樓:Wanong

對桌面的壓強變大,因為鐵塊置換一部分水導致桌面承受的重量變大了,所以壓強跟著變大。

但是對容器底的壓力不變,因為鐵塊是給水包含的,所以容器底部的壓強還是一定水深的壓強。

4樓:Bingo

胡亂瞎說:

如果宇宙間遵守能量守恆定律,那麼鐵塊發生的變化取決於外力對他所做的功。外力不斷做功,可能的變化過程是,形狀變、溫度變化、質量變化、分子結構變化、原子結構變化、由能量變化帶來的正物質與反物質的能量交換(人類認知範疇之外的變化)……新行星的產生……新星系的產生……

5樓:SoulMate

首先要了解液體之間的分子距離比固體要遠,也就是說,液體比固體更容易壓縮,但是這種壓縮是有限的,在理想容器內,水會因為壓力而產生塌縮,並變得微微粘稠,鐵塊產生的形變微乎其微,施加的壓力有多大,鐵塊就會給他相同的反作用力

6樓:小侯飛氘

回到主題,那麼,如果對一塊鐵不斷加壓,鐵本身會發生什麼變化呢?這個問題屬於高壓物理學的研究領域,並且,由於很多行星的核心都是鐵,所以地質/天文學界對此也很感興趣。

鐵的高壓相圖

1、室溫(300K)

常溫常壓下,純鐵的穩定結構是α-Fe,也稱鐵素體結構,有磁性。這種條件下,鐵原子在微觀上會規則的排列成體心立方(bcc)結構(下圖左)。但如果施加給鐵一定的壓強(>12 GPa),鐵的穩定結構就會有bcc的α-Fe變為密排六方(hcp)的 ε-Fe(下圖右), ε-Fe是無磁性的。

由於hcp結構比bcc結構更加緻密,因此α-Fe變為 ε-Fe後能減小體積,從而適應更大的壓強。

左:體心立方(bcc);中:麵心立方(fcc);右:密排六方(hcp)

2、奧氏體溫區(~1200-1700 K)

在這個溫度區間內,常壓下的鐵是麵心立方的γ-Fe,也稱奧氏體結構(上圖中),無磁性。由於γ-Fe的緻密程度比常溫下的α-Fe高,因此其高壓下的穩定性要高於α-Fe。可以看到,在2700 K附近,γ-Fe能抵抗大約90 GPa的高壓,比α-Fe的12 GPa的失穩壓強要高不少。

3、液相區(>~1800 K)

其實~1700-1800 K間還有個δ-Fe相區,不過範圍實在太小,這裡就不講了。

常壓下鐵的熔點大約是1800 K,因此高於這個溫度鐵自然就融化了。但鐵的熔點隨著壓強的公升高其實是會不斷增長的。例如,地心深處的鐵受到300 GPa以上的壓強,因此能在6000 K的高溫下還能保持固態。

不過,高溫高壓下鐵的結構卻一直備受爭論(第一幅圖中的陰影部分)。一方面,通過分析衝擊波實驗資料,一些學者認為高溫高壓下鐵應該是bcc結構,但各類理論計算卻表明bcc結構不如hcp結構穩定。不過前兩年也有學者發現,bcc結構的鐵能夠通過一種特殊的擴散機制提高結構熵,從而增強高溫下的穩定性[2]。

這一塊內容比wo較ye復bu雜dong,就不展開了。

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