水滴石穿是什么反應(yīng)

首先我得說一下，這個問題本身就是一個沒有答案的選擇題，水滴石穿并不是一個單純的物理變化或者化學(xué)變化的過程，而是兩種變化共同作用的結(jié)果，只能說是在特定的環(huán)境條件下以那種變化為主，這取決于空氣成分、溫度、水從什么地方滴下來等等一系列的因素。
先說一下目前大家比較認同的物理變化過程，這并不是完全靠水的重量掉下來把石頭給砸個洞，這點力量不足以達到如此效果。根據(jù)高速攝影所得到的慢鏡頭來看，主要是水下落過程中在水滴內(nèi)形成了小氣泡，掉到石頭上時就像一個倒扣的空碗，然后迅速被擠破掉，這個過程就像一個微型炸彈在對石頭進行定點爆破，長此以往便炸穿了石頭修了條隧道～
化學(xué)變化過程主要是水滴落時融入了一些酸性氣體（溶于水后生成酸的氣體）或本身滴落前就溶有酸性氣體如二氧化碳、二氧化硫等等，滴到石頭表面就成了把酸滴到石頭上，慢慢把石頭腐蝕掉。
這兩個過程是同時發(fā)生的，只有在確定水和石頭的成分及周圍環(huán)境的情況下討論哪個過程為主才有意義.

1) 物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)的區(qū)別是什么?
物理反應(yīng):指物質(zhì)的狀態(tài)或存在的形式發(fā)生了改變，而物質(zhì)本身的性質(zhì)沒有變化.
化學(xué)反應(yīng):分子破裂成原子，原子重新排列組合生成新物質(zhì)的過程.
簡而言之,判斷標準為:是否有物質(zhì)變化.

2) "水滴石穿"的簡化
考慮一個最簡單的情況: 拋開一切外界環(huán)境因素不談, 將水和石看做一個封閉的系統(tǒng)(isolated system), 水和石是其中存在且僅存在的兩種物質(zhì).
*在此情況下,空氣也是被排除在外的,及化學(xué)環(huán)境為"真空",物理環(huán)境則不是(不用考慮水滴在真空中會不會汽化,對石頭的施力有沒有影響此類問題).

3) 水和石的成分及可能發(fā)生的反應(yīng)
由于原文和典故[1]中均未提到關(guān)于水和石的來源,只是打個比方而已,所以以下大部分為假想:
情況3.1(理想狀態(tài)): 水(H2O)和石(CaCO3)均為純凈物: 只有物理反應(yīng)
情況3.2(現(xiàn)實狀態(tài)):
自然界不存在絕對純凈的水,一般水中會含有以下雜質(zhì)[2]:
如離子雜質(zhì)(1): Ca2+,Mg2+,HCO3-,SO42-,NO3-,Cl-
如溶解氣體(2): SO2,CO2
如微粒物質(zhì)(3): 泥沙等.
而巖石的成分較為復(fù)雜, 主要成分為CaCO3(4)及SiO44-(5)[3]
除了必要的物理反應(yīng)(如形變):
(3):加劇了水滴對石塊的沖擊力;
(5):在某些情況下有可能以"sheet"形式存在[4],類似于石墨的結(jié)構(gòu)(一層一層疊加,在同一層內(nèi)的作用力較強,不同層之間作用力較弱,容易滑動或者分離), 導(dǎo)致結(jié)構(gòu)上的相對不穩(wěn)定.
其可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下:
(2)+(4):CO2+H2O+CaCO3→Ca(HCO3)2 溶于水的化合物
(5):通常情況下不溶于水,在OH-的存在下會形成H2SiO4與其平衡.

4) 加入其它現(xiàn)實因素
舉一些可能影響的例子吧:
4.1 空氣濕度和其中成分:
如果此地常年氣候濕潤,可能加劇CO2溶于水的化學(xué)反應(yīng);

4.2 水和巖石的成分因地域而異:
比如某地下酸雨,腐蝕的速度必然快很多; 巖石和產(chǎn)地,成分的研究過于復(fù)雜,在此不表.

4.3 水滴石的速率等