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为什么震荡纯水会结冰

发布时间:2022-08-26 05:53:15

❶ 为什么纯水也会结冰呢

世界上的任何物质都有三种状态,即固态、液态、气态。当然等离子态与晶体态内等实验室产物不包括。容
蒸馏水并不是纯水,纯水因为其水分子结构原因使得硬度很大,如果人类穿上了纯水做成的防弹衣,目前是没有枪能够击穿的。纯水能结冰也只是在理论上实现。
日本名古屋大学的科学家使用超级计算机,在微秒的时间尺度上分析512个水分子之间氢键结合的状况,终于成功地模拟出了一次水从液体变为固体的过程。科学家称,液体固化的关键过程在于临界核的形成。临界核是一块足够大到不会再液化的固体物质,其余物质就以它为核心继续固化。它可以在杂质微粒的基础上形成,也可以通过机械振动产生。科学家发现,在不受外界干扰的纯水中,临界核由某一区域的水分子之间产生几个持续时间异常长的氢键而产生。以这些水分子构成的临界核缓慢地增长、形状发生变化,直至更多稳定的氢键迅速地扩散开来,使水从液体变为固体。

❷ 为什么一瓶温度在0度左右的矿泉水(没结冰)用力一摔就结冰了

液态水本身就是由氢键结合的一些大型缔合分子中穿插少数游离小分子,温度越低,分子相对结合得越紧密,一旦有晶核并且温度条件适合,在晶核上生长的冰晶实际上就是一整个大型缔合分子。

过冷的水在振荡条件下,气体与液体混合产生晶核,使得冰晶迅速在大量晶核上生长,结果就是迅速冻结。

纯水导电性十分微弱,属于极弱的电解质。日常生活中的水由于溶解了其他电解质而有较多的阴阳离子,才有较为明显的导电性。

(2)为什么震荡纯水会结冰扩展阅读:

水在常温下为无色、无味、无臭的液体。

水在3.98℃时密度最大(999.97kg/m³,近似计算中常取1000kg/m³)。固态水(冰)的密度(916.8kg/m³)比液态水的密度(999.84kg/m³)小,所以冰能漂浮在水面上。水结冰时,体积略有增加。

在标准大气压(101.325kPa)下,纯水的沸点为100℃,凝固点为0℃。

❸ 为什么市面上卖的纯净水会结冰

你的说法有漏洞。
1、虽然纯净水属于软水,但不代表它是纯净物。即便化学书上回说实验室的蒸馏水答是纯净物,但是当水流过你的容器壁时,会带走一部分容器壁。此时你的水已经不是纯净物了。
2、你装纯净水的容器(瓶子)可以算是凝结核。
3、如果纯净水你已经打开过了,那么空气中的尘埃就可以算作凝结核;如果你直接冷冻,你的瓶子如果质量不好可能会炸裂或崩开,水也可能会接触空气。
4、瓶壁也会掉落微粒,可以算作凝结核。
综上所述,市面上卖的纯净水结冰是正常现象,结冰点与0摄氏度(≈+273.15K)相差不大。

❹ 纯净水必须震荡才能冻上物理上叫什么

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。

❺ 纯水和盐水哪一个会结冰的论证

都会结冰。
纯水如果是超纯水等级(接近理论上纯水),可以到低于0度还不结冰,这时如果震荡或者加入其他东西(灰尘,棍子轻触类似的轻微物体就可以),纯水会迅速结冰,网上很多这种视频的,一杯水用勺子碰一下,一俩秒一杯子水全部冻结,那是就是纯水,到了过冷温度。
盐水会结冰,不过不是0度,要更低温度才可以。

❻ 纯净水在室外零下5度不结冰,受振动后马上结冰,请问什么原理

动画片 海尔兄弟
里不是说过的吗?你没有看?
过冷水是有一定的生成条件的:或因为水中缺少凝结核,或其它愿因,在○℃以下还保持着液态,这样的水叫过冷水.当过冷水的条件不足时它会马上变成冰(比如天空中的飞机穿过有过冷水的云层时,云中的过冷水遇到飞机,在有凝结核时会马上结成冰,飞机机身就是凝结核,飞机就容易发生坠机事故)
原理:
一般我们会认为水的凝固点为 0℃,也就是水在 0℃以下会冻结,但实际上,水在 0℃以下仍会以过冷水的型态存在,这是因为由液态水转变成冰的过程存在有一个能量状态.我们知道液态水具有比冰还要高的熵能(enthalpy),即结冰是一个释放能量的有利过程,但在冰晶核化的过程中,必须创造水与冰的界面,而这个界面(表面)也是一种能量,这可由表面张力的单位"焦耳每平方公尺"(单位面积的能量)看出,此界面的形成便是冰晶核化过程的能量障碍,因为当水中一个冰胚(ice embryo)初形成时,其「表面积/体积」的比值相当的大,而创造表面积的能量也远高於由水转变成冰所放出的"体积能".因此水会以过冷(supercooling)的型态存在.由於冰晶的核化速率为非常强的过冷度的函数,过冷度愈高愈不易维持液态水的存在;且过冷的液态水可能保持短时间内不结冰,但时间久了终究会冻结.
在本世纪 40及 50年代,科学家们希望知道液态水过冷度的极限,但结果不但随研究方法而异,使用同样的方法也常得到前后不一致的答案,早期的困难在於将实验用水加以纯化,去除杂质,这是因为水中杂质可作为现成的冰胚,造成在较高的温度下就以「异质成核」(heterogeneous nucleation)的方式结冰.所以为了探测液态水的最高过冷度,除去水中这些可作为冰核的杂质为必要程序,而使用「 少量样品」(small sample)则成为标准的技巧.假设固定体积的水中含有一定量的杂质,那麼一半体积的水中杂质的量便只有一半,也就是说,愈小的样品应含有愈少的杂质,也愈不容易形成异质成核.经由实验,冻结温度的确随样品体积的减少而降低,其极限约在 –40℃,即 –40℃为理论上半径约 m的液滴之「同质核化温度」,也常被用来称为水的过冷极限.
另外,和液滴样品接触的固体表面免不了含有一些杂质或结构上的缺陷可在低温下成为冰核,因此 1861年Doufour便想到将水的样品悬浮在一个比水轻及一个比水重的两种不与水互溶的油质之间,免除了样品与固体表面的接触而形成一种悬浮胶体.
当一些科学家致力於在实验室中取得最高的过冷度,另外一批则热中於使大自然中的过冷度减至最低.由於冷云过程为中纬度地区降水形成的主要机制,若大气中的冰核数量太少,则云中凝结水多为不冻的水,不易使之降至地面.
人工降水的想法,即将一些冰核引入云中,以造成异质成核作用而催化云内冰晶的形成.但不是所有的冰核都能在冰点以下的温度起作用,例如高岭土、黄土、火山灰等属於自然界的冰核要在约 –9℃方能成核,而碘化银(AgI)在 –3℃左右便可成核,为目前对冷云实施人工降水作业所常使用的一种材料.

❼ 为什么纯净水在很冷的情况下摇晃瓶子会瞬间变成冰

可能是过冷水

http://ke..com/view/384647.htm

❽ 水为什么能结冰结冰是个怎样的过程

这看起来像是一个很傻的问题,因为就连小学一年级的孩子都知道水在0℃时会结冰,中学课本也明确写着水的冰点是0℃,绝大多数的科学资料中也将标准大气压下水的凝固点定为0℃,把这个问题拿出来讨论纯粹就是没事找事。

但事实果真如此吗?我们今天就来说道说道水结冰的科学。



高空云层中的过冷水在机翼上结冰会影响飞行安全

当我们从冰箱中取出冷冻的食品时会感觉它粘手,这是由于过低的温度迅速使我们手指上的汗水结冰,从而将手指与食物冻在了一起。这不需要担心,因为你手指的温度可以在几秒之内融化这薄薄的冰层。

相比之下你更需要留意这样一个忠告:在北方的寒冬里,千万不要尝试舔户外的铁柱子,冰会迅速粘住你的舌头,给你带来摆脱不掉的麻烦。

❾ 冰冻矿泉水为什么一摇瞬间结冰

液体过冷现象。冰的形成其实是一个结晶的过程,如果原本水中已存在结晶核(冰晶),低于其标准熔点的液体的水分子就会在核周围形成结晶结构,依附在冰晶上,结成冰的过程就可以进行。但是有些水太洁净,没有尘埃和杂质。

容器又非常干净而平滑,缺少这样的晶核,冰晶就因无处可依附而不能形成,于是温度轴上的液体部分可以一直延伸,即使温度低于冰点(0°),水仍然会维持在液体的状态,直到均匀核化结晶生成。

能看到这个现象说明了三点:

1、这瓶水均一程度很好(很纯或者是均匀的真溶液);

2、冷却的过程中冷却得很均匀并且没有受到扰动;

3、容器内部光滑。

(9)为什么震荡纯水会结冰扩展阅读:

过冷水结晶过程:

经过理论和实验研究发现:新相的形成包括“成核”和“晶体的生长”两个过程。海波液体在冷却到480C时没有出现结晶,而是温度继续下降至440C的现象叫做过冷现象。此时的液体状态叫过冷态,也叫亚稳态。亚稳态是液-固相变的前提条件。

新相的形成必须经过“过饱和”或“过冷”等条件。当相变过程的驱动力破坏了亚稳态后,才使得相变向着析晶的方向进行。结晶中心是在亚稳态中形成的,在上述实验条件下,不存在外界提供的结晶中心,则需在亚稳态中首先形成自发的小分子集团,成为结晶中心。

这就是海波液-固相变过程中出现冷却到凝固点温度时没有结晶出现,而是温度下降到440C再回升至凝固点温度才开始结晶的缘故。如果在亚稳态出现时向液体中提供异质结晶中心,则核胚在异质结晶中心上生成。

所以一般用海波演示晶体的凝固实验时,当温度降至480C时向液体中加入少量的海波作为结晶中心,晶体在此基础上就可以生长了,此时所形成的海波晶体熔化-凝固曲线就相同了。但在没有向液体中提供异质结晶中心的情况下。

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