晕过去的jio皮皮-Hoo 25-08-21 10:40
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刚刚从冰箱拿出我的冰镇小饮料倒在杯子里,本来是液体的茶倒在杯子里后瞬间凝结成冰,超级疑惑以为变质了。上网一搜了解到了一个新名词和大家分享,“过冷水”。(顺便水下原创……)

过冷水是指温度已经降低到其凝固点(标准大气压下水的凝固点是0°C)以下,但仍然保持着液态、没有结冰的水。简单来说,就是低于0°C的液态水。

水要结冰,需要满足两个条件:
1. 温度达到凝固点**(0°C)。
2. 有“凝结核”。

凝结核是结冰过程中至关重要的“起点”。它可以是:水中的微小杂质(如灰尘、矿物质);容器内壁的瑕疵或划痕; 冰的晶体本身。

我的小饮料太纯净没有杂质,瓶身内壁光滑没有瑕疵,不满足凝结核的条件,所以不能结冰。

在非常纯净、平静的水中,如果没有这些凝结核,水分子就没有可以依附并开始形成稳定冰晶结构的地方。即使温度已经低于0°C,水分子仍然可以保持无序的液态运动状态,从而形成过冷水。

这个过程在热力学上属于一种亚稳态,就像一个球停在了一个小山坡上,看似稳定,但只要轻轻一推(给予一个扰动),它就会立刻滚落到最低的能量状态(固态冰)。

那么过冷水为什么不稳定呢?

过冷水处于一种非常敏感和不稳定的状态。任何微小的扰动都可能打破平衡,触发它瞬间结冰。这些扰动包括:
震动或摇晃:比如拿起瓶子。
投入凝结核:比如扔进一块冰、一点灰尘或甚至一个气泡。
对其做功:比如用勺子敲击容器。

一旦受到扰动,冰晶会以极快的速度在整个液体中蔓延,整个过程在瞬间完成,非常壮观。

发布于 甘肃