大家好,如果您还对开水泼出去瞬间结冰原理不太了解,没有关系,今天就由本站为大家分享开水泼出去瞬间结冰原理的知识,还望可以解决大家的问题,下面我们就开始吧!
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热水结冰原理
热水先结冰的原理是:因为热水的分子结构比冷水活跃,在温度骤然降低的情况下先结冰的是热水。过冷现象是水在低于0℃时才结冰的现象。有一个实验发现,热水比冷水较少会过冷。这意味着热水会先结冰,因为它在较高的温度下结冰。
水,化学式为H?O,是由氢、氧两种元素组成的无机物,无毒,可饮用。在常温常压下为无色无味的透明液体,被称为人类生命的源泉。水是地球上最常见的物质之一,是包括无机化合、人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。
热水成冰什么原理
凝固—从生物作用方面来看,水要结成冰,水中需要许多结晶的中心,生物实验发现,水中的微生物往往是“结晶中心”。
而某些微生物在热水(水温在100℃以下一点)中繁殖比冷水中快,这样一来,热水中的“结晶中心”比冷水中的多得多,加速了热水结冰的协同作用,围绕“结晶中心”生长出子晶,子晶是外延结晶的晶核,对流使各种取向的分子都流过子晶,依靠晶体表面的分子力,抓住合适取向的水分子,外延出分子作有序排列的许多晶粒,悬浮在水中,结晶释放的能量通过对流放出,而各相邻的冰粒又连结成冰,直到水全部结冰为止。
为什么水会瞬间结冰
原理是:过冷。温度低于凝固点但仍不凝固或结晶的液体称为过冷液体。过冷液体不稳定,只要投入少许该物质的晶体,便能诱发结晶,并使过冷液体的温度回升到凝固点。这种在微小扰动下就会很快转变的不稳定状态称为亚稳态。即可快速结冰。
这种水叫做“过冷水”,是由于水质过于纯净,缺少结冰所需的凝结核,或者其他原因,导致水低于零度仍然不结冰。
过冷水的状态非常不稳定,稍微受到惊扰就会瞬间结冰,这种不稳定的状态叫做“亚稳态”,如果此时投入少量固体物质,或者轻轻晃动一下,或者提高周围环境温度,水就会立刻结晶凝固。水质越纯净,过冷现象越明显,如果是高纯水,要到零下40℃才会结冰。
泼水成冰为什么要热水
答:“泼水成冰”效果确实需要用热水,但要达到真正的泼水成冰,是非常难的,下面逐一解释其中原理。
1、有实验人员做过实验,在零下36℃的黑龙江,把一杯10℃的水泼向天空,水在半空没有结冰。
2、然后实验者把37℃的水,泼向空中,此时出现一些水汽,但是没那种惊艳的“泼水成冰”效果。
3、最后实验者,使用90℃的热水泼向空中,奇迹出现了,热水划成弧线,形成完美的“泼水成冰”效果。
实验人员检查落到地面,发现“泼水成冰”效果落到地面的,其实是水,并不是冰,但是由于地面温度低,这些水很快结成了冰。
所以:大家看到的大多数“泼水成冰”效果,实际上并不是热水瞬间结冰,图片中白茫茫的一片,是水雾的效果,和我们冬天哈气产生的白雾是一样的。
另外,网上很多都解释,都片面地谈到“热水更容易结冰”的说法,甚至还搬出“姆佩巴效应”,其实是误解,“姆佩巴效应”说的是——“在同等容器、同等质量、同等冷却环境下,温度略高的液体比温度略低的液体先结冰的现象”。注意是“略高”,和这里的“泼水成冰”一点关系没有呢!
“泼水成冰”原理解释:
解释一:热水蒸发快,蒸发出去的水遇冷,更容易变成水雾,所以热水的“泼水成冰”效果更明显。
解释二:真正想要“泼水成冰”,更准确叫做“过水成冰”的话,按照中国气象科学研究院的云雾物理专家张纪淮,在一篇文章中的解释比较有说服力:
“说在环境温度达-40℃以下,是过冷水滴瞬间成冰的临界温度,高于-30℃时,就很难实现瞬间成冰了。其中说的水滴直径要在几微米到200微米间,差不多等同于我们平时见的毛毛雨大小。
然后水滴瞬间结冰的基础条件是气温在-40℃以下。
在这一条件下实现水滴成冰,水要发生两个物理变化,首先水滴在低温条件下冻结后体积变大,同时释放潜热;然后水滴释放潜热是由外向内的,水滴外层先结冰,逐渐向内冻结。所以气温越低,水滴结冰速度越快;水滴越小,冻结越快。
当气温低于-40℃时,还不足以实现“过水成冰”,泼出去的无数个水滴外层能迅速结冰,但内部仍是水,水滴完全冻结需要一定时间,还有一种特殊情况,就是冷空气翻过雪山携带大量冰核,有可能会出现泼水成冰。”
要达到真正的“泼水成冰”太难,但是那种假的“泼水成冰”效果,已经非常惊艳啦!
有条件的读者朋友,可以去室外试一试呢!不过要提醒大家注意安全,要是泼水方式不对,很容易烫伤自己的。
泼水成冰效果条件:环境温度至少零下30℃,越低效果越好;水温高于90℃(注意安全)。
好啦!我的答案就到这里,喜欢我们答案的读者朋友,欢迎点击关注我们——艾伯史密斯!
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