水到0℃会结冰，你相信超过100℃水也会结冰吗？原来这样真可以

水是一种很常见的物质，每个人的生存都离不开水，水在地球上也是大量存在，地球表面71%以上的面积都是水域，而且也可以说水在宇宙中也是大量存在的，科学家们认为太阳系中的很多星球上都有水，比如木卫二、木卫三、木卫四、，这三个星球上的水甚至比地球上还多，而且据说在一些类星体的附近，水多到难以置信的程度，总量往往会超过上亿个地球质量。

水虽然很常见，我们对它的很多特性也都习以为常，但其实水的物理性质是很奇葩的，水的最小状态是水分子，一个水分子由一个氧原子和两个氢原子组成，一滴水中大约有一亿个水分子。

水和很多其他物质都不同，比如在一个大气压下，水的密度最高的时候是4℃，低于或者高于这个温度，水的密度都会变低，所以冰才会浮在水面上，其他常温下的液态物资却不具备这种特性，因为通常都是固体的时候密度较大，液态和气态的时候次之。

在不同的地方和环境中，水状态也是不一样的，在地球的表面，因为气压和温度的适宜，所以地表的水大都是液态的，当温度降到零度的时候，水就会结成冰，而在一个大气压下把水加热到一百度的时候，水就会汽化成水蒸气。通常彗星上都有很多冰，受到阳光照射的时候，这些冰会直接汽化成水蒸气喷发出去，于是就成了彗星的长长的尾巴，在木卫二木卫三木卫四这样的星球上，据说表面是上百公里厚的冰层，冰层下面则是液态的水。其实在广阔的星际空间中存在的大量尘埃中也有很多水分子，在类星体的周围常常也有很多，不过都是以气态水分子的形式存在。

水到0℃结冰是我们都知道的常识，但是科学家们曾经做过一个奇葩的实验，就是把水加热到105度的时候，发现水竟然又结成了冰，这是怎么回事呢？

在我们的主观认知中，水是不可能出现这样的情况的，其实常态之下水的确不会出现这样的情况，因为一个大气压下水达到100摄氏度就会转变成水蒸气，高原地区甚至不到80℃水就开始沸腾了，何况是105℃呢？所以水在105℃结冰的现象肯定是在特殊条件下出现的。

这个奇葩的实验是美国麻省理工学院几位科学家在预测碳纳米管会排斥水分子的猜想之下做成的，他们弄了一些非常细的碳纳米管，这些碳纳米管仅有几个水分子大，他们先往这些碳纳米管里放水，然后将这些碳纳米管加热，但是实验与他们预期的结果不同的是，当测试到温度在100℃以上时，水居然变成了冰！真是让人非常吃惊。

在这次试验中，由于很难去确定水固化时的温度，所以科学家们认为水在碳纳米管中结晶的最低温度为105℃，这一温度被默认为最小值，其实在温度高达150℃以上时，水在其中还是有可能结成冰！

那么究竟是什么原因使得水在100℃以上也能结冰呢？其实这是由于碳纳米管的过小的直径导致的，因为温度的升高，导致了水分子的运动状态发生了变化，但又由于碳纳米管非常的细小，水分子的活动在里面受到了很大的限制，无法像常态下液态水变成水蒸气逃逸掉，这种变化反倒促使水分子出现了结晶的现象，反应出来就是碳纳米管中的水在高温下结了冰，这也好像正应了我们常说的物极必反这句话。

这也说明水处于极其小的空间里时，其冰点及沸点也都会发生变化的。科学家们通过实验还发现，直径不同的碳纳米管会使得水的冰点也大不相同，即便它的直径从1.05纳米扩大到1.06纳米，水结冰的冰点温度都会有数十度的差异。

水还有很多其它的物理特性，我们已可以利用它的特性做很多事情，但也有些还等着人们去发现和利用。