零度以下还不结冰的水

2023-04-29 来源:飞速影视
最近号称下半年最强冷空气强势来袭,受“消息面”影响气温跳水式下降。熟悉了春夏秋冬随机播放模式的初九君,被这突如其来的“单曲”循环打乱了节奏。于是乎,翻箱倒柜找装备,放出御寒大招。

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回首间,秋天的第一杯奶茶已离我们远去,冬天来了,寒冷也没缺席。在这个寒冷已至将至的时候,我们来聊聊这种光名字听起来就已经够“冷”的东西,过冷水。

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动画片《海尔兄弟》中就出现过这样的片段,兄弟俩看到未结冰的池塘,哥哥往里面扔了块石头,整个池塘就结冰了。
这魔术般的操作简直就是童年记忆中的奇迹。其实这就是过冷现象,没想到吧?动画片已经给你上了一课,真不愧是童年启蒙的经典之一。
回来,又到了讲概念的时候了!过冷水就是指在冰点(0℃)以下仍然保持着液态的水。我们常识都知道,水的凝固点是0℃,到达冰点0℃时水会结成冰,但为什么这种水却能在0℃以下仍“执着”于液态呢?

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过冷水原理。从微观分子出发,水结冰是由于温度下降,导致分子无法破坏氢键而剧烈运动,只能“规矩”地固定在某一区域内,从而形成冰。

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水分子
但结冰过程有一个必要条件就是要有凝结核,凝结核是起到凝结核心作用的质粒,有它由此才能开始并继续生成晶体,形成宏观的结冰现象。而当水过于纯净,水中没有凝结核来结晶时,那么它就不会,只能保持着液态,这就是过冷水。

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水分子运动
过冷水结冰。那么,怎样才能让过冷水迅速结冰呢?大家应该都会想到就是凝结核。没错,其实凝结核无处不在,它可以是大自然中固气液等各种状态的物质颗粒。所以当你往过冷水里面投入少许固体时、就能使其结冰。当然,除此之外,当你摇晃它,使得它不稳定的分子状态发生改变,也会迅速结冰。

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空气中的水汽附着物体结晶
生活中的过冷现象。过冷水其实和我们生活中也有所联系和应用。例如人工降雨就是利用碘化银促使云滴迅速凝结形成雨滴。而当飞机在高空行驶穿越水汽云层时,此时飞机就相当于凝结核,水汽会迅速在飞机表面结冰,这无疑是灾难,会很容易发生坠机事故。

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流水成冰山。当你把冰块放入过冷水中,或者将过冷水倒入冰块中,它都能很快的就结成冰,持续倒入将形成冰山状。

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过冷水中放入冰块后迅速结冰
大家可以通过制造过冷水来观察这些有趣的现象。可以用纯净水或者利用蒸馏设备获得更加纯净的水,然后放入冰箱中,把温度调至零下18℃,一天左右就可得到过冷水(温度更低时间更短)。进行实验时,切记要轻拿轻放。

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把过冷水倒出来结成冰山
当水中没有凝结核作为附着点,它便没了发生结晶的必要条件,成为过冷水,一旦有一个点结冰,其他水分子便会马上依附成冰。但其实使水在0℃以下保持液态不结冰还有另外一个方法,大家知道是什么吗?快点动用你们的物理知识库吧!

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