水可以灭火，其背后原因竟是......

杨玉荣 · 发表于 2019-2-16 00:45

我们的生活离不开水，好，那我问你一个问题。

我们都知道水的化学式是HO，而H和O可以说是化学元素周期表里最易燃的两种元素，那为什么它俩组成的化合物却可以灭火呢？

是不是被难住了呢？（答案嘛，稍后会告诉你的）。

这么一看，水还真是挺神奇的。化学家将水这些超乎意料的特性称为“水的不规则性”。

首先，讲道理的话，水在室温条件下不应该是液体（然而它就是）。

因为与水拥有相似结构的硫化氢（HS）和与水拥有相似摩尔质量的氨气（水的摩尔质量约为18g/mol，氨气约为17g/mol），在同一温度范围内都是气体。甚至连摩尔质量约为29克/mol的空气都被完完全全地叫做气体。

这种现象之所以会出现，是因为水分子真的很喜欢粘在一起。水的H-O-H氢键结构意味着他们已经高度极化，即氢原子形成正极，氧原子形成负极。当它们自由运动时，水分子就会因为相反电荷互相吸引而紧密连接在一起，形成我们所熟知的氢键。

紧密连结的分子自由活动的空间小，这个本应是气体的物质就变成了我们人人皆知、人见人爱的液体了。

其次，固态水比液态水的密度小。

一般来说，当一种物质从气态变成液态再变成固态的时候，它的分子逐渐地聚集在一起，物质的体积会越来越小，而密度则会越来越大。

但是在这一点上水又不按套路出牌了，冰的体积要比水大，但密度却比水小。

水的凝固点是0摄氏度，但其密度在4摄氏度的时候达到最大，随后水分子在冻结的过程中逐渐分开。在液体状态下，每个水分子在氢键作用下与其他大约3.4个水分子连结，在冻结状态下，水结晶成为刚性晶格使得每1个水分子与其他4个分子连结。

这样的特性使得其物质本身更坚固，却会占用更多空间，形成间隔（自由空间）从而增加了体积，并导致冰的密度大幅下降。

水这样的特性让很多水管在冬天的时候爆裂，却也因此创造了生命的奇迹。试想想湖面冻结成冰的画面。如果水像其他物质一样遵循热胀冷缩定律的话，冰的密度就会比水的密度大，湖水就会从下到上全部结冰。

第三，当水成为气体的时候会快速扩散，气态水扩散得极快。

水的摩尔质量不高却拥有惊人的液体密度，这就意味着当其从液态变为气态时体积变化会非常大，已知的最高记录是体积增加了1603.6倍，事实上，这是除金属外最高的液气变化体积差，几乎是一些特殊气体的液气变化体积差的两倍（氧气从液态转变为气态时，体积只增加了804倍）。

当水加热的时候，热能促使分子分开，抵消了氢键的作用，这就解释了为什么发电厂给涡轮机灌的是开水而不是酒精，即使酒精的沸点更低。另外，水在蒸发时体积的巨大变化让细水雾在加热状态下膨胀为水蒸气，阻隔了氧气，从而使得水达到灭火的目的。

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