水的答案知多少--水的第四相：不只是固态、液态和气态 9787122239563 化学工业 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李政 著

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店铺： 晚秋画月图书专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122239563

商品编码：29645450293

包装：平装

出版时间：2015-09-01

基本信息

书名：水的答案知多少--水的第四相：不只是固态、液态和气态

定价：59.00元

作者：李政

出版社：化学工业出版社

出版日期：2015-09-01

ISBN：9787122239563

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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你可曾想过：在一杯水中潜伏着怎样的秘密？纤细的蒸气为什么会从一杯热茶中袅袅升起？白云为什么会一朵朵挂在天空？汽水中的气泡为什么会越长越大？果冻为什么不会滴出水来？舌头为什么会被粘在冰棒上面……这些看似简单的问题却没有那么容易解答。因为要想解答这些问题，科学家们需要在一个危险的科学领域中去探寻。水的研究在过去饱受打击，那些试图弄清楚H2O的“社会行为”的科学家们的名誉乃至生计遭受着很大威胁，就像是被人涂满沥青、插上羽毛、拉在大街上一样。尽管如此，仍然有一位无畏的科学家——波拉克教授，勇敢地踏入了这个危险的领域。他通过简单而严谨的实验，揭示了水分子的排布结构以及性质。他通过对话的方式建立了一个简洁的框架，展示了水的结构是如何影响我们这个世界的。波拉克教授将带领我们启航，给我们展示一个神奇的世界。请跟随波拉克教授一起来重新认识我们这个世界，不要认为一切都是理所当然的，莫要忘记我们儿时追寻“为什么”的梦想。

内容提要

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水，覆盖在地球上，弥漫于天空中，充斥在细胞里；水，无处不在，然而却没有你想象得那么简单。
看看你知道下面这些问题的答案吗？
为什么冰的表面很滑溜？为什么果冻中含水量大于95%，水却不会从中滴出来？为什么热水比冷水结冰快？为什么一杯香槟中会无休止地产生气泡？为什么水滴可以漂浮在水面上？为什么液态水可以在两个烧杯之间形成一道水桥？……
生活中有许许多多像这样好玩又奇怪的现象，你想知道为什么吗？
华盛顿大学的杰拉德·波拉克教授知道这些关于水的答案。波拉克教授经过多年的研究发现：水不仅仅有固态、液态和气态三种相，水还存在第四种相—液晶态。有了这个秘密武器，所有的奇怪现象都迎刃而解了。
现在，就请热爱思考的你开启我们的神奇之旅吧，来了解一下我们*熟悉却也*陌生的一种物质—水。

目录

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部分 水的奥秘：开辟一条道路/001
章 迷雾重重/002
第二章 水的社会行为/008
第三章 界面水的谜团/016
第二部分 水的隐藏身份/031
第四章 水有第四相吗/032
第五章 水做成的电池/050
第六章 给水电池充电/060
第七章 水—大自然的发动机/071
第三部分 水中有乾坤/085
第八章 万物皆吸引/086
第九章 布朗的舞蹈：能量驱使的运动/096
第十章 热量和温度：给温度照上一束光/111
第十一章 扩散和渗透：万事皆有因/125
第四部分 自然界中的液体/137
第十二章 氢离子的力量/138
第十三章 水滴和气泡：水家族中的两兄弟/150
第十四章 气泡的诞生：通往成熟之路/159
第十五章 咖啡上的云：蒸发的非凡本质/173
第十六章 水做的蹦蹦床：层叠的水面/190
第十七章 水暖成冰/206
第五部分 总结：解开世上的谜/223
第十八章 自然的秘密规律/224
参考文献/231

作者介绍

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杰拉德·波拉克（Gerald H.Pollack）
华盛顿大学生物工程系教授，宾夕法尼亚大学博士，科技期刊《水》的创始人以及总编辑。
2012年获得普利高津奖章；
2008年获得华盛顿大学的**奖项——年度教工演讲奖；
荣获美国国立卫生研究院授予的创新基金；
被俄罗斯乌拉尔联邦大学授予荣誉博士学位；
被俄罗斯科学院授予荣誉教授称号；
被聘为塞族共和国文理科学院的外籍教员；
美国生物医学工程协会的创始成员之一；
美国心脏协会以及生物工程协会的会员；
1990年出版的《肌肉与分子：揭示生物运动的机理》获得科技通讯协会的奖。
2001年出版的《生物、凝胶和生命的发动机》获得科技通讯协会的杰出奖。
2014年出版的本书在美国获得2014国际峰会奖。
波拉克教授不仅仅是一位卓有成绩的知名科学家、演说家和作家，更是一位愿意挑战一切科学疑点的勇敢战士。

文摘

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序言

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《生命的密码：氢氧之歌》 水，生命之源，宇宙之谜。我们每天饮用，却对它知之甚少。它仅仅是固态、液态、气态这三种寻常形态的简单组合吗？不，远不止于此。 《生命的密码：氢氧之歌》是一部关于水，这个我们最熟悉却又最陌生的物质的深度探索。本书将带领读者穿越时空的维度，从分子层面到宇宙尺度，揭示水那令人惊叹的复杂性与奇妙之处。我们熟悉的冰、水、蒸汽，只是水宏大交响乐中的几个简单音符。然而，在这三态背后，隐藏着无数未被充分理解的现象，等待着我们去拨开迷雾，感受水的真正力量。 第一章：唤醒沉睡的认知——水的“前世今生” 你是否曾停下来思考，为何在极低的温度下，水会结成晶莹剔透的冰，而在高温下则化作无形的蒸汽？这看似寻常的相变，背后蕴含着怎样的物理原理？本书将从宏观的相变现象入手，追溯到微观的水分子结构。我们将深入了解水分子之间由氢键构成的精妙网络，以及正是这些氢键，赋予了水异常高的表面张力、蒸发热和比热容。这些独特的性质，并非偶然，而是水在地球上扮演生命摇篮角色的基石。 我们将回顾人类对水的认识史，从古代朴素的“五行”理论，到近代科学的分子理论建立，再到现代物理化学对水性质的深入剖析。我们将看到，每一次科学的突破，都像是在解开一层又一层的迷雾，让水那本就神秘的面纱，一点点被揭开。本书会详细介绍经典的三态模型，并在此基础上，引导读者思考，在极端条件下，或者在特定微环境下，水是否可能展现出我们尚未完全认识的“新姿态”。 第二章：冰的万象——超越普通结晶的奥秘 提起冰，我们脑海中浮现的往往是六角形的雪花，或是光滑的溜冰场。然而，冰的世界远比这丰富多彩。本书将详细介绍目前已知的十四种（甚至更多仍在探索中）不同晶型的冰，它们在不同的压力和温度下，呈现出截然不同的结构和性质。从我们最熟悉的立方冰（Ice Ih），到在深海高压下可能存在的“暗黑”冰，冰的形态多样性足以颠覆你对固态水的认知。 我们将深入探讨这些不同冰晶型的形成机制，以及它们对周围环境可能产生的影响。例如，某些高压冰晶型可能存在于行星的冰卫星内部，它们的性质对理解这些天体的地质活动和潜在的生命存在至关重要。本书还将触及冰的相变动力学，研究冰是如何生长、融化，以及在不同条件下的裂纹形成和传播。这些知识不仅是基础科学的探索，也与极地科学、材料科学等领域息息相关。 第三章：液态水的“潜能”——混沌中的有序 液态水，生命活动最活跃的舞台，然而，它却是科学研究中最难以捉摸的物质之一。尽管我们每天都在与液态水打交道，但其内部的微观结构和动态行为，至今仍是科学家们争论的焦点。本书将深入探讨液态水内部的氢键网络是如何不断地断裂和重组，形成瞬息万变的“团簇”结构。我们将了解，尽管看似混乱，液态水内部却存在着某种程度的“有序性”，这种有序性与它的各项反常性质紧密相连。 我们将聚焦于水的“反常热力学性质”，例如其在4°C时密度达到最大，以及在低温下热导率和粘度的奇特变化。这些性质并非简单的分子运动叠加，而是源于水分子之间复杂的氢键相互作用。本书将运用最新的实验技术和理论模型，如X射线衍射、中子散射、分子动力学模拟等，来描绘液态水“混沌”中的“秩序”。我们将一起探索，这些反常性质是如何为地球生命的诞生和繁衍提供了不可或缺的条件。 第四章：气态的“边界”——蒸汽的边界与过冷 当水沸腾时，我们看到的是弥漫的蒸汽。然而，气态水并非我们想象的那么简单。本书将带领读者走进气态水的边界世界。我们将探讨饱和蒸汽压、临界点等关键概念，理解在不同温度和压力下，气态水所处的稳定状态。更重要的是，我们将深入研究“过冷水”和“过饱和蒸汽”等现象。 过冷水是指液态水被冷却到冰点以下但仍未结冰的亚稳态。这种状态的形成和打破，与微小的杂质、容器壁的性质以及声波等外界因素密切相关。我们将分析过冷水在自然界中的存在形式，例如高层大气中的水滴，以及它在某些工业过程中的重要性。同样，过饱和蒸汽是指蒸汽的浓度超过了其在特定温度下的饱和蒸汽压，但仍未凝结的亚稳态。我们将探讨过饱和蒸汽的形成条件，以及它在云的形成、雾的产生等自然现象中的作用。这些“边界”上的现象，揭示了水相变的复杂性和概率性。 第五章：水的“非常规”维度——超越三态的猜想与探索 如果说液态水的“反常”已经让我们惊叹，那么，当我们在极端条件下进一步挑战水的界限时，它所展现出的“非常规”维度，则更是令人着迷。本书将在此基础上，进一步探讨水可能存在的“第四相”——尽管这个概念在科学界仍有争议，但其背后蕴含的科学探索精神是值得我们深思的。 我们将会介绍一些关于水在特殊界面（如疏水表面、纳米孔隙）或在强电场、强磁场作用下，可能发生的性质变化。这些变化是否能被归类为全新的“相”，抑或只是现有相的特殊表现，本书将以开放的态度，呈现科学界对此类现象的最新研究进展和不同观点。我们将探讨“量子效应”在微观尺度上是否会对水分子间的相互作用产生影响，以及这些影响是否会导向我们尚未认知的水的“新状态”。 本书将重点介绍一些前沿的研究方向，例如： 水的“局域化”结构： 在特定约束条件下，水分子是否会形成高度有序的、与自由液态水截然不同的结构？ 水电离子的行为： 水分子电离产生的氢离子和氢氧根离子，在不同环境下的分布和行为，是否会影响水的宏观性质？ 水的“记忆效应”： 尽管这一概念仍充满争议，但本书将客观地呈现相关实验和理论的观点，引导读者思考科学研究的边界和可能性。 第六章：水与生命——宇宙生命的“化学语言” 从微观的细胞内环境，到宏观的地球生物圈，水是生命得以存在和演化的根本。本书将从化学和生物学的角度，深入阐释水在生命过程中的核心作用。我们将探讨水作为溶剂的独特能力，它如何溶解离子、极性分子，为生物化学反应提供了载体。我们将解析水在生物体内的运输、代谢、能量转化等过程中的不可替代性。 本书将进一步拓展视野，从地球生命的视角，展望宇宙生命的可能。如果宇宙中存在生命，那么它们很可能也以水为载体，或者至少依赖于某种与水类似的溶剂。本书将讨论，在不同的行星环境下，水可能以怎样的形式存在，以及这些形式的差异，又将如何影响生命的演化路径。我们将思考，是否在极端环境下，生命会演化出利用“非常规”水相的独特能力。 《生命的密码：氢氧之歌》不只是关于水的科普读物，它更是一次关于科学精神的邀约。它鼓励我们保持好奇，质疑已知，探索未知。水的奥秘，远超我们最初的想象。在这部书中，你将看到，一个看似简单的分子，如何以其复杂多变的形态，支撑起我们赖以生存的星球，并可能在浩瀚宇宙中，谱写生命的动人乐章。

评分☆☆☆☆☆

《水的答案知多少--水的第四相：不只是固态、液态和气态》这个书名，瞬间就抓住了我对科学探索的兴趣。我对水的印象，一直停留在教科书里的固态、液态和气态，以为这就是水的全部。然而，“第四相”这个词，如同打开了一扇通往未知世界的大门，让我充满了好奇。我非常希望这本书能够用一种引人入胜的方式，带领我深入了解水的奥秘。我期待书中能够清晰地解释，这个“第四相”到底是什么？它与我们熟知的固液气三相有什么根本性的区别？是否会有相关的实验证据或者理论模型来支撑这个概念？我更希望的是，作者能够用一种非专业人士也能理解的语言，将复杂的科学原理娓娓道来，避免过于专业化的术语堆砌。如果书中能够提及第四相水在自然界中的潜在存在，或者它可能对生命、环境产生的影响，那将大大增加这本书的吸引力。总而言之，我希望通过阅读这本书，能够拓宽我对水的认知边界，理解一个更加丰富多彩的“水”的世界。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对自然科学充满好奇的人，我对《水的答案知多少--水的第四相：不只是固态、液态和气态》这本书的标题和副标题感到格外兴奋。我一直认为，我们对很多看似寻常的物质都存在着认知上的盲区，而水无疑是其中最显著的一个。固态、液态、气态这三个最基本的水的状态，我们早已耳熟能详，但“第四相”的概念，着实颠覆了我对水的理解。我非常期待书中能详细介绍这个“第四相”的具体形态、性质以及形成条件。这本书是否会探讨这种新相态在宇宙中的普遍性，或者它在我们地球上的潜在作用？我希望作者能够用一种非常接地气的方式，将复杂的科学理论解释清楚，让非专业读者也能领略到科学的魅力。如果书中能够穿插一些有趣的科学史故事，或者介绍一些研究“第四相”的科学家们的探索历程，那一定会让这本书更加引人入胜。我渴望通过这本书，能够看到一个不一样的水，一个充满无限可能的水。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就足够吸引人，“水的答案知多少”这个标题带着一种探索未知的神秘感，而副标题“水的第四相：不只是固态、液态和气态”更是直接点燃了我对科学的好奇心。我一直对水这个熟悉的物质有着模糊的认识，知道它有固态（冰）、液态（水）和气态（水蒸气），但“第四相”这个概念听起来就像是打开了一个全新的世界。作为一名普通读者，我并没有专业的化学背景，但这本书的标题和封面传达出一种“人人都能懂的科学”的信号，让我觉得即便我不是科学家，也能从中找到乐趣和收获。我特别期待书中能用通俗易懂的语言，将复杂的科学原理一层层剥开，让我能够理解水的第四相究竟是什么，它与我们熟知的固液气三相有什么本质区别，以及它在自然界或我们生活中有哪些应用。这本书的出版社“化学工业”也让我觉得内容会比较严谨和专业，但又不会过于晦涩，我希望能在这本书中找到关于水的更多“答案”，刷新我对这个生活中最重要的物质的认知。

评分☆☆☆☆☆

翻开一本关于水的书，我首先会想到的就是它与我们日常生活息息相关，但《水的答案知多少--水的第四相：不只是固态、液态和气态》这个书名却立刻让我意识到，我对水的理解可能太过片面。我一直以为水就只有冰、水和水蒸气三种形态，但“第四相”这个概念，听起来就充满了科学的神秘感和探索的未知性。我非常期待这本书能够颠覆我固有的认知，让我看到一个全新的、更加复杂的“水”的世界。这本书会用什么样的语言来解释这个“第四相”？它是否是一种我们肉眼难以察觉的状态，还是需要特殊的仪器才能观察到的现象？我希望书中能有详细的理论阐述，但同时也要配以通俗易懂的比喻和生动的案例，让我能够轻松理解。我也很想知道，这个“第四相”的水，在工业或者科学研究领域，是否有实际的应用价值？这本书的出版方是“化学工业”，这让我对内容的科学严谨性有了信心，但又不会过于艰涩，我希望它能是一本既有深度又不乏趣味的科学普及读物。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我都对水有着一种特殊的感情，它是生命之源，也是我们日常生活中不可或缺的存在。但我们对它的了解，似乎仅仅停留在表面的固态、液态和气态。这本书的名字《水的答案知多少--水的第四相：不只是固态、液态和气态》如同一记重锤，敲击了我长久以来对水的固有认知。我脑海中立刻涌现出无数疑问：水的“第四相”究竟是什么？它是否只是一种理论上的存在，还是已经有实际的观测和实验证据？这本书会如何去解释和阐述这个概念呢？我希望这本书不是一本枯燥的学术专著，而是能像一位循循善诱的老师，用生动有趣的例子，将深奥的科学知识转化成我能够理解和吸收的养分。我特别关注书中是否会提及第四相在哪些极端条件下产生，它的特性又与普通水有什么不同。如果书中能辅以图示或者实验过程的描述，那将是极好的，能够帮助我更直观地理解。我希望这本书能够拓展我的视野，让我对水这个熟悉而又陌生的物质，产生全新的认识和敬畏。