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為什麼水是宇宙中最奇特的東西

發布時間: 2022-10-01 05:40:14

㈠ 水是宇宙中最神奇的物質,地球生命的本源,它到底從哪裡來的

這個問題涉及到水的起源,由於宇宙中存在著大量的水,水並非地球所獨有,所以水的形成應該是非常古老,也許在太陽系形成之前就已經大量存在,那麼地球上的水只能是同某種方式從宇宙獲取的。

按照目前宇宙大爆炸的理論,那麼水的起源可以追溯到138億年前

所以,很多科學家們認為,我們現在地球上的水,可能來自彗星和小行星,在幾十億年的時間里,無計其數的彗星和小行星和地球相撞,為地球帶來了足夠的水。

但畢竟地球上水的來源,還沒有形成定論,所以還有太陽風生成、地球自有水等說法

㈡ 水的神奇性質有哪些比如自凈能力

水,是一種極其普通的物質,也是大自然最神奇的傑作。水滋潤了萬物,哺育了生命,成為我們生活中不可或缺的存在,以至於我們早已司空見慣,對其習以為常。但事實上與其它液體相比,水是一種極其奇特的液體,人類對水的了解更是少之又少。最近,科學家對水的微觀結構進行了研究,揭開有關水的神秘面紗…

水最怪異之處在於其不尋常的密度。我們都知道這一常識:通常情況下,隨著液體水溫度降低,水分子的排列會變得越來越密集,在溫度約4℃時密度達到最大值,即1.0g/(cm^3)。當溫度繼續降低至4℃以下時,由於形成分子間氫鍵,液態水的密度較小,所以當水在0℃發生相變(液態-固態)時,冰比水的密度小。這就是為什麼冰會漂浮在水的上面,冬季水體自上而下凍結的原因。

此外,水還具有相當高的表面張力。除汞之外,水的表面張力是所有液體中最高的。正因如此我們可以經常看到水珠滾落的景象,許多化學物質可以在水中溶解,而且水的沸點也非常高。為了研究水的這些奇異特性,科學家們需要深入到分子水平了解水的與眾不同之處。

在室溫和0℃以下,水分子一般呈現四面體排列,每個水分子都像搭建金字塔一樣與其它四個分子相連。布里斯托爾大學和東京大學的研究人員使用超級計算機和計算機模型模擬改變水分子的金字塔樣從而進一步研究水的性質。通過一系列調整,可以使水的性質發生反轉,例如,將冰的密度調整至大於液態水的數值,使其沉到水底。

研究小組表示:「通過這一構建,我們發現水的異常特性源於水分子特殊的四面體排列。四個水分子形成的四面體在中心共享一個水分子而不發生重疊,這樣高度有序的分子排列與其他無序排列的液體分子混合在一起,賦予了水的特異性質。」

正是水這樣的性質,使我們的生活豐富多彩。水不易被壓縮,這意味著它可以被推動,例如流經攜帶血細胞的血管;又因為它是一種很好的溶劑,我們體內的水可以溶解我們需要的營養物質;低密度的冰水也能保護生命,如果湖泊從底部凍結,水中的生命將會消失;正是由於水結冰時體積發生膨脹,當水滲入岩石、凍結、膨脹並將岩石從內部分開,反過來幫助塑造多姿多彩的地球,宇宙就是這樣神奇…

㈢ 「一顆星球上是否有水」,這件事為何值得關注水為何如此神奇呢

「一顆星球上是否有水」,這件事為何值得關注?水為何如此神奇呢?依據專家的探索,現階段水仍是分辨其他星球是不是創造生命的重要規范,僅有基本明確之後,我們才會可以進行更加深刻的實踐探索,從而獲得精確的回答。

專家表明,實際上液體並不是分辨性命存不存在的唯一標准,僅僅它相對比較關鍵。我們不能積極樂觀的覺得,滴水就會有性命,由於就目前收集的數據看,人們還要開展更加深刻的實踐探索才可以挑選出最理想的星體。實際上近些年還有另外一種更大膽的嘗試構想,地球上的有著豐富的水源,其實就是無數偶然聯合作用得到的結果,也讓人猜疑人類發展史的出現是否屬於某類高等文明有意定製的。宇宙里存有無限潛能,我們或許一直在做單選題,但是我們也必須得承認,的生命發生本身就是一個驚喜。因為他們的能力不足,現階段依然不能得到精確的回答,只有繼續在宇宙里找尋更多的是水星體。

㈣ 在科學家的眼裡,水為什麼被稱為自然界「最復雜」的物質之一

現在的人越來越注重 健康 生活,早上起來的第一件事,就是喝上一杯水。「多喝水睡眠足,瓜果蔬菜營養好」,這一句耳熟能詳的兒歌將 健康 生活的幾大要素都說完了,這其中喝水是排在第一,這足以證明喝水的重要性。

如果不吃飯,人一般能夠堅持存活一個禮拜以上,但是如果不喝水,那麼很有可能只能堅持三天左右。因為人體的組成元素中, 水一般占據百分之六十以上 ,長時間缺水會導致身體中大多數器官都無法正常運轉,最終缺水的人會死於器官的衰竭。

水對身體 健康 有好處,但也不是可以毫無節制地喝水。很少人知道,其實 喝水也會中毒 ,這就是傳說中的水中毒現象,因為 大量喝水會使得身體中的細胞吸收過多水分導致膨脹,引起細胞出現稀釋性低鈉血症。

如果在大量出汗後快速喝5升以上的水,這就很有可能會引起水中毒,嚴重甚至可以致命。

在生活中,水對生命而言既是最重要的生活必須元素,又是一種隨處可見的物質,因此很多人都對水的存在習以為常,認為這是一種全世界最為簡單的物質,但如果我們能對水進行深入研究,就會發現, 水的復雜性遠超我們的想像。

普通人對水的了解十分簡單,基本都是只知道 水會隨著溫度的變化,而改變自身的形態, 在正常的大氣壓下,水會在低於0攝氏度時凝結成冰,在100攝氏度時開始沸騰。

大家只要認真思考一下,就不難發現,水的結冰和沸騰溫度也太過於湊巧了吧,怎能剛好在0和100這兩個數字時就開始發生變化呢?原因其實很簡單,因為 攝氏度這個單位,一開始就是以水的變化狀況作為標准設立的。

除此之外, 水還被用作重量標準的定義,一升水等於一公斤 ,這是最為基礎的物理知識,因此我們現在的重量標准其實也是以水作為標準的。雖然從2019年起, 一千克的定義改為使用普朗克常數為基礎的公式進行定義, 但是一升水仍舊是現在重量標準的一千克沒有改。

從單位的定義我們就能看出水對人類的重要性,因為人類的生活環境全都無法離開水,因此以水來設定溫度標准,更能讓人清楚地意識到溫度的變化情況,而且也能讓我們更簡單地比較其他物體的重量大小。

但是除了上文所說的水的特性,其實有很多有關於水的特性是一般人根本不知道的,或者即便知道也不會很在意。

比如說水具有 熱縮冷脹 的特性,這是一種很神奇的狀態,我們知道大多數物質都具有熱脹冷縮的性質,而水卻是更好反過來的,如果我們使用一個玻璃瓶裝滿水放進冰箱,那麼我們將會很大幾率在水結冰後獲得一個碎裂的玻璃瓶。

當然水會在結冰後膨脹,其實主要是因為 水屬於多聚物 ,水在 4攝氏度 以上時,其實也是熱脹冷縮的,但是水降溫到4攝氏度時, 密度達到最高 ,因為當溫度繼續下降到零度的時候,水的密度反而會下降,這就導致水轉換成冰的時候會出現膨脹現象。

正是因為水在0~4攝氏度時會出現這種神奇的熱縮冷脹現象,生命才有存在的可能。因為熱縮冷脹就意味著水結成冰後,它的密度將會比水更小,所以冰塊都會漂浮在水面之上。

如果按照一般物質的特性, 固態狀態比液態更重 ,那麼冰塊將會全部沉在水底,於是地表上的水將會被一層一層地凝結成冰並且掉到水底去,所有的水域都將全部凝結成冰塊,那麼將沒有任何生命能在水裡出現。

除了熱縮冷脹,水還擁有 高比熱容、表面張力巨大、熱水比冷水更容易結冰、強大的溶解能力 等等特性,這些都是相對於其他物質而言,十分反常的特性。

換句話說,水這種世界上最常見的物質之一,卻擁有世界上最不常見的物理特性,而導致這種種特性的出現的主要原因,很有可能是因為 水的量子效應

水的構造其實十分簡單,它的化學式是 H2O ,由兩個氫原子和一個氧原子組成的一個分子,這兩種元素都是宇宙間十分常見的物質,加上氫元素與氧元素十分容易發生反應聚合成水。

因此大多數岩石行星剛剛形成的時候都會擁有大量的水分,但是隨著時間的發展,如果地表溫度太低,星球就會被凍成一個大冰球,如果的地表溫度過高, 表面的水會被恆星蒸發成水蒸氣,然後被光解還原成氫氧元素。

所以地表上擁有大量液態水在行星中反而是一件十分罕見的事情, 只有在穩定大氣層保護下,才有可能保證地面上有液態水的存在。

所以液態水在我們看來可能十分常見,但是 在宇宙中水更多的還是以冰的形式存在 的,這可能也是為何宇宙中生命出現的幾率那麼低的原因。

說回組成水分子的氫氧元素,由於水表現出來的種種反常特性,科學家們一直都努力研究水分子的特殊性,但是一直以來都沒什麼收獲,直到量子力學成型後,科學家們才開始將考慮 水是否具有量子狀態

在大家的印象中,水分子是兩個氫元素使用 共價鍵 連接到氧元素中,它並不是一條真實存在的鏈條,它只是一種比較弱小的力,將三個原子穩定地組合在一起形成一個化合物質。

而水分子與水分子之間也有一個將其連接起來的弱小的力,這就是 氫鍵 。正是由於氫鍵的存在,水的各種反常特性才會出現。

氫鍵與共價鍵是兩種不同的概念,水分子中氫原子與氧原子是依靠共同運轉的電子才連接在一起的,因為 氫原子只有一對電子 ,在與氧原子組成水分子之後,氫原子的電子就被固定了,所以它的原子核就露出了一部分。

我們都知道 原子核都是帶正電 的,所以這時水分子中的氫原子就帶正電。而氧原子比氫原子擁有更多的電子,因此即便與氫原子共用電子,它依舊帶負電。所以 當多個水分子存在時,水分子中的氫氧原子之間就會產生一種吸力,這就是氫鍵。

氫鍵與共價鍵最大的不同之處在於, 它可以輕易地被分離 ,當我們從一杯水中舀出一勺水時,就有無數的氫鍵被分離,當水被燒開變成水蒸氣時,幾乎 所有的氫鍵都會因為水分子的活躍而斷裂 ,最後水就變成了氣態的水蒸氣。

但氫鍵的微弱的吸引力正是水元素具有奇怪特質的原因,比如 兩滴互相靠近的水滴會融合成一滴水 ,還有水面神奇的張力,都是氫鍵在起作用。

科學家們通過研究氫鍵,發現氫鍵這種力的產生, 一部分是因為上文所說的正負電極吸引,另一部分則是因為量子效應 。科學家們發現氫鍵之中的氫原子,會有一定的位置 漲落 現象。

所謂的 量子漲落 ,說得形象一點其實就是在水分子的氫原子,它會在特定的范圍內不停地瞬間移動。這種量子現象的原理以目前人類的物理理論知識還無法完美地解釋,但是科學家們可以確定的是,正是因為這種位置漲落的現象,讓水分子之間產生氫鍵。

說回到我們對水這種物質的最初認識,水可以分為 固態、液態和氣態 ,在我們的印象中,冰的分子結構是固定而且整齊的,液態水分子的結構則是沒有任何固定狀態的,而氣態水分子則是單獨一顆並且四處運動的。

但是經過科學家們的研究,發現實際與想像中的好像有些差別。在我們印象中最為簡單的固態冰,都擁有 18種 不同的分子結構,不同狀態下凝成的冰,都會導致冰的分子排列出不同的形狀。

我們最熟知的 碳元素 ,就是 因為分子排列形狀不同而顯示出不同的性質 ,黑乎乎的石墨、閃爍且高硬度的鑽石、擁有強大韌性的石墨烯,都是如此。

導致固態冰擁有如此多分子結構的原因,其實還是因為 液態水的不穩定和混亂 ,液態水中的水分子可以是四面體形狀,也可能是連成一條線的鏈式形狀,更有可能是完全混亂隨機分散的形狀。

直到現在, 液態水分子結構的運行規律依舊沒有定論 ,科學家們已經無法使用特殊的方式計算出它的分子構造,只能想辦法實際觀測水分子的形態,才能進行更深層次的研究。

其實大多數人不知道,雖然我們的顯微鏡技術已經十分先進了,但人類直接觀測分子狀態還是很有難度的, 並沒有顯微鏡可以直接看到分子,所有的分子構成基本都是通過計算出來的。

為了直接觀測水分子的結構狀態,科學家們也是費盡了心思,在 掃描隧道顯微鏡 研發出來後,人類才正式有機會可以用肉眼看到分子的真容。

使用掃描隧道顯微鏡其實看到的現象也並不是教科書上的水分子,科學家們也只是能看到 圍繞在水分子周圍的電子雲 ,隨著科學家門的觀測,對於水分子的結構也有更加深入的了解,但是了解得越多,反而越覺得水分子運動的不規律。

所以水的結構才會成為科學家們提名的本世紀125個最具挑戰性的科學問題。只有徹底明白水分子的運動規律,才能更加准確地掌握水的性質,才能更好的了解這種與生命息息相關的物質。也難怪, 科學家們會將水稱為自然界最復雜的物質之一。

也許當初海洋中的氨基酸就是在說水分子的隨機運動中被結合成蛋白質,但這種隨機運動很可能並不是完全隨機。

如果水分子的運動是具有規律的,那麼這將意味著其他星球上的液態水中的氨基酸也會被水分子的運動導致結合成新生命。也就是說,宇宙中生命的出現將會成為一件必然的事情。

第一個原核生物,就是在液態水中組成的, 從此以後,所有的生命都將註定無法缺少水這種關鍵元素,除了病毒,世界上所有生命體中都回蘊含著大量的水分,正是依靠這些水分的特性,每一個細胞才能成功運轉。

所以明白水的特性產生原因,也是弄清楚生命起源的路徑之一。



㈤ 為什麼水在太空中會變成球狀

在我們這個多姿多彩的世界中,充滿著大大小小的一些科學現象。最開始的時候,並沒有太多的人注意這種現象的存在。但是隨著人們越來越智慧之後。對於世間的萬事萬物都有了自己的想法和觀點。由於我們人類生活在了地球,這樣就會阻礙我們對於很多科學的一些認知。就像是我們覺得自己在地球上是最為智慧的存在,但是在宇宙之中,說不定會有著比我們更加智慧的生物的存在,而我們人類並不知道。在地球上,我們已經習慣將自己作為一個世界的王者一般睥睨眾生,但是在宇宙中我們又只是一個個狹小的存在。

如果在太空中的話,這個水就會呈現出一個完整的球狀。這是因為在太空中是不受到任何作用力的影響的,所以水分子會因為自己的分子之間的引力的作用呈現出最為原始的一種形狀,這個球形就是水分子之間的沒有引力的情況下的狀態。

㈥ 為什麼有人說水是世間最神奇的現象之一呢

你好,我是赤峰老劉,非常高興回答你的問題,那麼為什麼有人說水是世間最神奇的現象之一呢?

水是生命之源,萬物生長離不開水,它在常溫下是一種無色無味的透明液體,在化學方程式為H2O,是由氫、氧兩種元素組成的無機物,無毒,可飲。是咱們地球上最常見的物質,我們地球表面,72%被水覆蓋,它在空氣中的含量比較少,但卻是空氣的重要組成部分,固態的水,也就是我們所說的冰密度比液態水的密度小,所以冰會漂浮在水面上,但水結成冰後體積會變大。水不像其他液體的最大密度會出現在熔點,它的分子是有極性的,也就是說水分子的正負電荷中心不重合,所以水成為了最好的溶劑。科學表明,兒童體內有80%的水,老人體內達到60%左右,而中青年體內則70%。

一、水是人體正常代謝所必須的物質,無可替代,正常情況下身體每天要通過皮膚、內臟、肺以及腎臟排出1.5升左右的水,以此來保證毒素徹底排出體外。

二、水在機體內有許多重要功能,水是細胞原生質重要組成部分,在體內起到溶媒的作用,溶解多種電物質,也可以說起到運輸作用,傳遞營養物質,代謝廢物和內分泌物質,比如像激素等等。

三、水有較高熱導性和比熱,可作為載熱體在體內和體表間傳遞熱量,起到對人體體溫的調節作用。

節約用水,有人說將來地球上人類的眼淚是最後一滴水。

而關於水的起源也有許多說法,聽起來各有各的道理,《自然》雜志稱,德國明斯特大學的科學家通過對來自加拿大不列顛哥倫比亞省塔吉胥湖隕石和地球岩石樣品同位素分析顯示,水在地球出現的時間比人類預想的要晚一些,這在很大程度上反駁了有說水來自隕石表面冰層轉變而來的說法。但最有代表性的就是外源說,和內源說,這兩種說法。簡單的說一下,外源說,顧名思義,認為水來自地外。而自源說意思就是來自於地球本身。但真正從何而來,還有待於我們隨著科學發展去揭開這個神秘的千古未解之謎。

謝謝!

水與生命有關

水是人世間傳奇的產物,水是最美麗的締造者,是生命的源泉,水眷戀著人間,把花草神奇地創造出,一副無比動人的畫作。

水能在大自然中,滋潤著大地,在水潭中,渲染出一片彩墨山水,彩池抹上色彩,融合了水邊,同時多變的山川草木的倒影,在陽光的雨露下,艷麗多彩。因此,水是人們不可缺少的產物,自古至今,水是給人們帶來無比的用處和歡樂,我們到處遊山玩水,那灕江的水,那灕江的山,活像一幅美麗的山水畫,那洱海的水,深沏透底,水光映照著山水,美到極至。

由此而來,我們眷顧著水,我們離不開水,水是人們取之不盡,用之不絕的產物,水是人們不可缺少的產物!

因為『』水『』善利萬物而不爭,故為「上善若水」。

『』水可載舟,亦可覆舟『』,此乃水之其他物品所不能具有的特性。

故「水」乃世間現象中最為神奇的所在。

水善利萬物而不爭,處眾人之所惡,故幾於道,居善地,心善淵,與善仁,言善信,正善治,事善能,動善時,夫唯不爭,故無尤。

能變身,液態、固態、氣態。多牛掰啊

先科普下什麼是水?

水(化學式:H₂O)是由氫、氧兩種元素組成的無機物,無毒。在常溫常壓下為無色無味的透明液體,被稱為人類生命的源泉。水,包括天然水(河流、湖泊、大氣水、海水、地下水等){含雜質},蒸餾水是純凈水,人工制水(通過化學反應使氫氧原子結合得到的水)。水是地球上最常見的物質之一,是包括無機化合、人類在內所有生命生存的重要資源,也是生物體最重要的組成部分。水在生命演化中起到了重要作用。它是一種狹義不可再生,廣義可再生資源。 純水可以導電,但十分微弱(導電性在日常生活中可以忽略),屬於極弱的電解質。日常生活中的水由於溶解了其他電解質而有較多的正負離子,導電性增強。 攝氏溫標規定在一個標准大氣壓下水的沸點為100℃。

水的神奇首先體現在萬物離不開水。

是的,水在地球上是永恆的,你剛剛喝下去的水經歷過無數次的蒸發升騰的大氣循環,換句話說,你剛剛喝下去的水,可能是幾萬年前別的動物排出體外的.....

水是生命的源泉,人體構造的主要成份(約占人體重的三分之一)維持人體正常生理活動不可缺少的營養物質之一

1) 水的特殊之處在於:

首先是化學性質:

a)穩定,水分解溫度在2000度以上,化學反應其實就是舊鍵斷裂,新鍵形成,而水的HO-H鍵需要450kJ/mol以上能量才可斷裂,比C-H鍵鍵能更高。

b) H-O-H呈一定鍵角(104.5度),電子雲在O原子富集,故水為大極性分子,且存在對化學、生物均十分重要的次級鍵——氫鍵。氫鍵可以穩定蛋白質、DNA等生物分子結構,可以使葯物與靶點結合,可以使不對稱催化成為可能……

c) 水潔凈無毒(水的LD50 值大於90000 毫克/ 千克,但人一次性喝掉6升以上的水也可能危及生命,不建議嘗試),環境友好,是自然界極性最大的溶劑,也是溶解物質最多種類的溶劑,生物體內的一切生化反應離不開水環境。近來發現它作為溶劑發生化學反應時有時可以產生意想不到的效果,可參考東京大學的Shu Kubayashi編輯的Water in Organic Synthesis專欄(Water in Organic Synthesis - Thieme Chemistry - Georg Thieme Verlag)

d) 除了溶劑,水也是重要的反應物。生物上水作為最常見的H原子供體,近來也有很多水作為化學反應物的例子,參考Xiao-Feng Wu編輯的Solvents as Reagents in Organic Synthesis: Reactions and Applications(ISBN: 978-3-527-34196-2)。

其次其物理性質:比熱容幾乎是常見物質最高, 表面張力除金屬液體(如汞)以外最高,同分子量分子中熔沸點最高等等,基本上都歸功於氫鍵存在。

2)不僅僅是生命發展,生命本身也離不開水,無可替代的生化反應溶劑,有句話不無道理:人體80%都是水,所以80%的問題都可以用補水解決。

3)作為溶劑的話,當然有一些反應用低一些極性的溶劑可能會更好,另外還有一些離子液體(ionic liquid)可能極性比水更高。但要說到哪種物質可以替代水的地位,目前還沒有發現……首先生命體基本上只耐受水這一種溶劑。按氫鍵氣態解離能來看,NH3,H2S中氫鍵均較弱(

㈦ 尋找宇宙生命的第一要素為啥是「水」真能找到外星人嗎

當我們學會仰望星空的時候,我們就在思考一個問題,在那遙遠的星空深處,是否也有一雙眼睛正這樣看著我們?它們會不會也會問出這樣一個問題:我們是在這個宇宙中是唯一的嗎?外星到底存不存在?在我們的星球以外,還有著其它的文明嗎?

這幾個問題困擾了我們無數年,隨著近代拍攝技術的發展,還出現了越來越多關於UFO的存在證據,我們愈發懷疑外星人的存在了。


所以,在這無垠的星空中,地球雖然平凡,但是卻一點也不普通,它對於我們人類乃至所有的地球生命而言,它是宇宙中最重要的存在!

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