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水”的化學組成可以說是舉世皆知，即使是小朋友大概也多半可以輕易的說出h/$
她的分子式，但是“水”卻同時也是最怪異的化學液體！目前有一批科學觀察家=5
正在研究水的另一種怪異特性，那就是除了我們家裏水龍頭流出的水流狀態bn9/c
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(Phase，又可稱之為“相”)外，從水異常怪異的密度變化上可以觀察到在低溫%-A
時，水確實存在著兩種“液態相”(一般化學物體的“相”應該是唯一的一種狀態P3<"N
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例如固相就呈現單一狀態的固體，液相就呈現一種單一狀態的流體)。UP<EA5
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水具備著若干種其它液體沒有的“特異功能”，例如她可以吸收大量的熱能溫度Q
卻不會太高；當她冷卻時，其可壓縮性反而提高，這與一般液體正好相反。而G Ez
最奇特的是，當溫度降低時，水的密度會隨之升高直到攝氏四度，然後又逐漸3L
下降。這迥異於一般液體隨著溫度下降而密度呈穩定下降的特性。對於這樣一j!U
個連初中生都知道的現象一直鮮少有人去研究其真正的原因，直到最近才有一>p2[)j
點點突破。o
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科學家們懷疑此一複雜的現象起因於“雙重特質”；他們首先提出水在低溫時確%0y9
實存在兩種不同的“液相”：一種是高密度（HDL）液體，另一種是低密度+z%jy
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（LDL）。這兩種液相不會被分離，因為二者只會存在於攝氏四十五度以下的%2D+
環境，而在那時水已幾乎凍結。4jxkA
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在五月二十一日《Physical Review Letters》期刊中，一組德國的研究團隊發z{
表他們可能觀察到了高密度液相的水。他們利用X光照射在攝氏負十七度時位"
於二氧化矽板子上的一塊冰塊，同時量測反射回來的參數，結果發現了在冰塊{9zKO
與二氧化矽板的介面之間存在著一層極薄(約僅有五個分子厚度)的水。而這層dWat
水的密度比室溫水高17%。他們同時觀察到在這層極薄的介面層中，水分子並S
沒有辦法在此一溫度下快速的四處移動，如果高低密度（HDL、LDL）水的相>+,eK[
態要產生轉換（混合）則必須在有效的溫度─攝氏負十七度之下，約至負四十X9z
五度左右。也就是說，水原來是有不同的型態，而且彼此並不容易相混。EAsT*
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Engemann S, Reichert H, Dosch在這個研究上的成果，使得“液態水存在兩種1~
相態”的理論研究跨出了重要的一步。此一看似極為普通的水的超細層現象與ij
對高密度液相水和低密度液相水特性的理解，將可以引導我們進入水的內部進ajMrP
行更廣泛的視野觀察，進而讓我們更深入的了解水在地球上所扮演的重要角色t{$O
。這同時也讓我們引發了一個另類的思考：海水與淡水是否為液態水不同的兩BD7!~
種相態呢？C[;!
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當二者混合時，是否也存在者一層無法察覺的邊界？Gx
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這倒是一個挺有趣的想法！wQl<J
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2005/01/11 11:33am 
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