“点水成冰”的原理是什么?科学的解释是怎样的?
高中 来源:网络 编辑:小蜜蜂 2019-06-17 10:56:01

     “点水成冰”是一个很神奇的现象,这个现象的发生需要环境的相对温度很低,而且在水的要求上也是有限制的。像我们经常饮用的纯净水其实很难做到点水成冰的,因为水在结冰的时候是需要一些杂质的,也就是所谓的结晶核,有了这个前提,在再结合温度的调整,做到点水成冰的现象是很容易的。那么这个原理是什么呢?怎样用科学来解释这个现象? 

“点水成冰”的原理是什么?科学的解释是怎样的?

水有三态,固液气,也被称为三相。

  在一个标准大气压下,水在零度时从从液态向固态转变,在100摄氏度时,从液态向气态转变。在相变温度时,如果缓慢的加热或降温,水的温度可以保持恒定,直到全部转换成固态或气态。但相变温度不是的,水的固态化或汽化,常常需要一点点杂质,否则就会形成过冷水或过热水,即过标准相变温度的水,但这时候水的状态是很不稳定的,因此被外界环境稍加碰触,就会变魔术般发生迅速转变。

  但从液态变成气态和固态时,在相变温度时,它需要点杂质,才能发生相变。否则就需要进一步降温或者升温,才会发生相变。

  水结冰需要结晶核,即需要一点杂质。

  因此,纯净水可以冷却到零度以下,还保持液态,这种状态的水被称为过冷水,但这是一种很不稳定的状态,只要受到外力触碰,就能立刻结冰。当然如果继续在冷却,哪怕没有外界的触碰,它也同样会结冰。

  如果想要复制这个实验,那么有一个简单的实验步骤,一瓶普通的纯净水,放在大约零下18度的冰箱里,冷冻大约一个半小时,然后小心地拿出来。当然,为了一次性成功,建议多买几瓶水,在不同的时间的取出来进行尝试,找到适合你家冰箱的较合适冷冻时间。

  水的爆沸与微波炉

  与过冷相对应,水也能处于过热状态,液态水在常压下过一百摄氏度但却没有沸腾,因为沸腾也需要一个气化核,如果水很纯净,缺乏汽化核,同样会发生过热,但同样的稍加触碰或继续加热,就会发生爆沸现象。但爆沸危险,不适合作演示。做化学实验时,常有加热步骤,为了防止液体的爆沸造成事故,常常会在液体中加入含有气泡的人造沸石或者碎瓷片,防止出现过热现象。

  用微波炉加热液体时就容易发生爆沸现象,这是使用微波炉需要特别小心的地方。过冷水通常不会伤到人,但爆沸就会发生烫伤事故了。较危险的事情,是用微波炉加热鸡蛋,不管是带壳的还是不带壳的,不带壳的鸡蛋,如果蛋黄保持完整危险,很容易过热,然后在取出时发生爆炸。我就被炸过一回,还好带着眼镜,不然后果难料!我从前只知道,带壳蛋不能放微波炉,谁知道去壳蛋也同样不应该进微波炉,网上说应该将蛋黄先戳破,再用微波炉就安全了。

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