我們常見的熱水器有太陽能熱水器, 電熱水器和燃氣熱水器, 但不管是哪一個, 加熱水也得一段時間.
現在, 瑞典烏普薩拉大學(Uppsala University)的一個科研團隊搞出了一個世界上加熱水最快的熱水器, 有多快呢?75 飛秒內將水加熱至了 10 萬攝氏度!注意了, 1 飛秒等於千萬億分之一秒!
哇塞, 這個熱水器簡直牛到爆啊!該團隊用的是一個特製的 'X 射線自由電子雷射器' 對水進行加熱, 最最奇怪的是, 水加熱到這麼高的溫度居然居然沒有蒸發!
咱們先來說說這個 'X射線自由電子雷射器' , 1971 年, John Madey 發現在波蕩器中運動的相對論性自由電子能與光相互作用從而產生相干輻射放大, 自由電子雷射(FEL)也因此得名.
美國 SLAC 國家加速器實驗室(SLAC National Accelerator Laboratory)提供了這個設備, X 射線成像是一種獨特而不可替代的技術.
一方面是由於 X 射線在固體中強大的穿透力, 另一方面在於 X 射線的波長短到可以直接用於解析物質的原子結構.
所以, 在這項實驗中, 烏普薩拉大學科研人員就利用了 X 射線自由電子雷射器來探究水的未知真相.
這種雷射水溫加熱法和我們在日常生活中所採用的常規熱水法是不同的. 常規加熱水的時候, 熱量使水分子運動加劇, 水溫由此升高.
溫度就是表徵物體內分子布朗運動速度的一個量, 也就是說物體內分子運動速度越劇烈, 溫度越高.
但是此次的雷射加熱則不同, 它反其道而行之. 強大的 X 射線將水分子中的電子轟了出去, 因此破壞了水分子中的電荷平衡, 進而導致原子們在超強排斥力的作用下, 產生劇烈的運動.
研究員奧洛夫·瓊森教授(Olof Jonsson)教授表示, 當水變成電漿態時, 因為水分子中的原子還未來得及產生運動, 所以它的密度和正常液態水的密度是一樣的.
這種狀態的物質是非常罕見的, 地球上之前並未出現過, 陽和木星上倒是有一些性質相似的電漿體, 但其密度要比本次實驗中獲得的電漿水小很多.
要知道, 實驗中水的電漿體溫度居然達到了 10 萬度, 這甚至超過了地核的溫度!
而且實驗過程中, 科學家們發現不同狀態的水在密度, 比熱容, 熱導率等等方面的表現都天差地別.
由此可見, 水這種看起來再普通不過的物質其實矇著一層面紗, 它擁有著不為人知的奇特性質.
那麼科學家們搞出來這麼一台熱水器是要幹啥呢?難道真是想讓人們用上更快的熱水器?當然不是, 即便是, 誰買的起呢?
科學家們表示, 他們是想更深入的研究水的特性, 因為X射線雷射器可以在極短時間內展現物質結構特性.
所以可以用這種辦法, 水離子化並打破其所有的化學鍵, 從而實現對水的加熱.
不過按說這麼高溫度的水應該瞬間就會蒸發的, 為什麼這次實驗過程中沒有蒸發還有待探索.