把液态水放在太空，先沸腾还是先结冰？

水是我们生活中最常见的物质，地球上大多数的水都是液态的形式存在，这对亏了地球上空厚厚的大气层，就像一层厚厚的棉被那样，让照射到地球上的太阳能量不会散去得太快，才有了液态水的稳定存在。

你有没有想过这样的问题，如果把液态水带到太空中，会发生什么呢？液态水会沸腾还是会结冰呢？哪个先发生。

在回答问题之前，我们需要详细了解一下水的一些物体特性。

首先，水有三种形态：液态，固态和气态（当然也有第四种形态，这里就不讨论了），而温度和压力会改变水的具体形态，而太空环境与地球环境最大的不同就是温度和压力。

外太空温度非常低，如果没有阳光直射的情况下，温度甚至会接近绝对零度，同时也几乎没有任何压力，因为外太空接近真空环境。

太空的唯一温度来源，就是宇宙微波背景辐射，但辐射的温度非常低，仅比绝对零度高了3度左右，如此低的温度足以把氢冻成固体，更不要说液态水了。这样说来，如果我们把液态水放在太空中，应该会很快结冰才对，毕竟在我们的日常生活经验来看，确实如此，当温度很低时，液态水的确会很快结冰。

但由于压强在我们身边无处不在，恰恰很容易忽略掉压强的影响，而只会考虑温度的影响。实际上压强对水状态的影响同样明显，甚至不亚于温度的影响。

如果你前往海拔非常高的地方，比如说青藏高原，就会发现液态水在温度较低时也会沸腾，就是因为海拔高的地方大气稀薄，压强更低，于是水分子仅需要更小的动能就能跑出来了。如果我们想在海拔较高的地方煮熟食物，就需要高压锅之类的东西增加压强，这样水分子想要再跑出来就需要更大的动能，也就是更高的温度。

但是，海拔高的高原地区虽然压强较小，但并不会比其他地区小太多。假说压强变成零，比如说把液态水放到真空室里，把空气全部抽干，在如此极端的环境里，液态水会发生什么变化呢？

液态水竟然沸腾了，而且沸腾得相当厉害。原因很简单，水想要保持液态，既需要一定的压力，也需要一定的温度，压力和温度都要满足才行。

如果温度是固定的，只需要把压力不断减小，水也会沸腾。同样的道理，如果压力是固定的，不断升高温度，水也会沸腾。

而把液态水放到太空环境里，其实是液态水同时做了两件事：放到温度更低的环境，还是压力几乎为零的环境。

而前者会让水结冰，后者会让水沸腾。那么，太空中的液态水到底是先结冰，还是先沸腾呢？

大答案是：首先沸腾，然后结冰。

其实空间站的航天员早就做过这样的实验，当然不是刻意去做的。航天员把收集到的尿液定期排到太空，亲眼目睹了尿液先沸腾，然后迅速结冰。

液体水为什么会先结冰呢？

因为水的比热容很高。

提到比热容，就需要一些基本的物理学常识了。所谓比热容，就是单位质量物体改变单位温度时吸收或放出的热量，表示物体吸热或者散热能力。比热容越大，物体的吸热或散热能力越强。

就是因为水的吸热或者散热能力更强，因此我们经常会用水来冷却物体，因为水吸收同样的热量，温度上升得更慢。

但同样地也是因为水的比热容高，要想迅速改变水的温度，当然也需要更大的热量损失，整个过程自然就会比较慢。因此，让液态水在短时间内结冰其实是相当困难的事情。即使液态水和太空中的温度相差巨大，水也能够很好地保存自身的热量。

同时由于液态水表面张力的作用，水在太空中通常会保持球形，而同样的体积球形表面积是最小的，这就意味着太空中的液态水最大限度地减小了与太空的热交换面积。

这就更减缓了液态水冻结的过程，除非我们有办法让水分子单独暴露在太空！

但是压强的变化可以让液态水瞬间感应到，压力会直接作用到液态水表面，因此会瞬间让液态水沸腾。

当液态水沸腾变成气态之后，分子间的距离更远了，就相当于刚才所讲的把单个水分子暴露在太空，于是水蒸气会迅速结冰。

而当温度低于零下63度时，无论压强有多大，水都只会以固态的形式存在。而太空中的温度远低于零下63度。

因此，把液态水放到太空中，水首先会沸腾，然后细小的雾状水蒸气会冻结成冰晶！

其实，在东北冬季极寒的天气下，所谓的“泼水成冰”整个过程，与把液态水放到太空的水蒸发后迅速结冰的过程，是一个道理。泼出去的水压力会迅速降低，压力的下降会让本来温度很高的水迅速沸腾，就像太空中的水沸腾那样，而极寒的天气会让水蒸气快速冻结，形成冰晶，其实就是雪。