水結成冰的原理是什麼,實驗「水迅速變成冰」的原理是什麼?

2022-03-24 11:24:21 字數 3912 閱讀 4613

1樓:韓娛飯

水結成冰的原理是物理現象凝固。許多液體在凝固時會結晶,形成晶體的固體。

凝固是指在溫度降低時,物質由液態變為固態的過程,物質凝固時的溫度稱為凝固點。目前已知的液體幾乎都可以在低溫時凝固成為固體,氦是唯一的例外,常壓下在絕對零度時仍為液體,需加壓才能凝固為固體。

許多液體在凝固時會結晶,形成晶體的固體。結晶的過程是一階的熱力學相變化,在液態固態共存的期間,系統的平衡溫度不變,等於凝固點。結晶主要包括二個現象,成核和晶體生長。

2樓:匿名使用者

在常人看來,這是一種再普通不過的現象,冰融化是因為外界溫度達到並超過冰的熔點,冰自然就融化了,理解的更深一點無非就是熱傳遞,初中的時候大家都學過這一概念。兩個物體間存在溫度差,就會發生熱傳遞,內能由高溫物體傳到低溫物體,直到兩個物體溫度相同為止.所以冰融化是因為有溫度比冰高的物體和冰之間發生熱傳遞,使冰的溫度達到熔點後繼續吸熱而熔化。

而水凝結成冰則與其前者相反,當外界溫度非常低,甚至低於0度時,水和外界溫度存在一定的溫度差,於是外界溫度就會強制釋放水所含的熱量,使水分子間的距離變小,漸漸地它就凝結成冰了。

水究竟是怎麼變成冰的?中國科學家證實經典臨界冰核理論的百年預言

但是科學家們研究是更加微觀的結構,即水凝結冰時在微觀層面下發生的肉眼無法觀測到的現象,科學家稱它為「成核」!所謂成核就是指新相在舊相中開始形成時,並非在亞穩系統(瀕臨穩定狀態的結構)的全部體積內同時發生,而是在舊相中的某些位置產生小範圍的新相,通過圍觀顯微鏡我們實際上在新相和舊相之間有比較清晰的分界線。

相水究竟是怎麼變成冰的?中國科學家證實經典臨界冰核理論的百年預言

什麼是「相」呢?所謂「相」是指物質存在的狀態,在同一相中,化學組成與物理性質是均勻的。以純水為例,它以水的液態、水蒸氣的氣態、及冰的固態三種狀態存在,分別稱為液相、氣相和固相。

同時,當溫度、壓力等環境條件改變時,物質可能從原來存在的相轉變成另一相,產生所謂的「相變化」,而相變化中所產生的原理,則是「成核理論」的研究目標!

成核水究竟是怎麼變成冰的?中國科學家證實經典臨界冰核理論的百年預言

我們要如何簡單地理解「成核」呢?舉例來說,水凝結成冰時,水的全部液相並不會瞬間被固相所代替,它必然是從液相的某一個部分逐漸開始變成固相,最終當外界環境溫度保持能夠保持0度或者持續降低,水的液相就會逐漸被固相所代替,而變成固相的那個時刻的新相即為成核。之所以有成核是物之必然,就像你打破一個玻璃,必然是擊中玻璃的那個點開始裂開,最後開始延伸到全部,而不是瞬間全部裂開。

臨界冰核

水究竟是怎麼變成冰的?中國科學家證實經典臨界冰核理論的百年預言

而臨界冰核就是科學家所要研究水冰結成冰成核的那個狀態,數百年前,科學家提出了著名的成核理論,但是成核理論所要求的觀測尺度非常狹小,幾乎處於奈米級別。當時美國物理學家吉布斯基於簡單假設,提

3樓:匿名使用者

水結冰的過程是凝固的過程。 凝固:物質從液相變為固相的相變過程。

在一定壓強下,液態的晶體物質,其溫度略微低於熔點時,微粒便將規則地排列成為穩定的結構。開始是少數微粒按一定的規律排列起來,形成所謂的晶核,而後圍繞這些晶核成長為一個個晶粒。因此,凝固過程就是產生晶核和晶核生長的過程,而且這兩種過程是同時進行的。

凝固時的溫度就是凝固點,等於熔點,不同的晶體其凝固點亦不相同。 液態晶體物質在凝固過程中放出熱量(稱為凝固熱,其數值等於熔化熱),在凝固過程中其溫度保持不變,直至液體全部變為晶體為止。 非晶體的液態物質,在凝固過程中,溫度降低逐漸失去流動性,最後變為固體。

在凝固過程它沒有一定的凝固點,只是與某個溫度範圍相對應。 熔化是凝固的相反過程。

4樓:匿名使用者

凝固---從生物作用方面來看,水要結成冰,水中需要許多結晶的中心,生物實驗發現,水中的微生物往往是「結晶中心」。而某些微生物在熱水(水溫在100℃以下一點)中繁殖比冷水中快,這樣一來,熱水中的「結晶中心」比冷水中的多得多,加速了熱水結冰的協同作用,圍繞「結晶中心」生長出子晶,子晶是外延結晶的晶核,對流使各種取向的分子都流過子晶,依靠晶體表面的分子力,抓住合適取向的水分子,外延出分子作有序排列的許多晶粒,懸浮在水中,結晶釋放的能量通過對流放出,而各相鄰的冰粒又連結成冰,直到水全部結冰為止。

5樓:

水結成冰的原理是:凝固這一物理現象。凝固指的是溫度降低時,物質從液態轉化為固態的過程,液態水在低溫環境中放熱凝固,分子之間的距離發生變化,密度增大,水分子依靠相互作用力,有序排列在一起,直至結冰。

6樓:生活小孔明

在40度高溫的沙漠中倒下一瓶水會怎麼樣?小編今天就帶你們去看看眼,只見一位小夥拿著一瓶普通的礦泉水到在40多度高溫的沙漠中,結果下一秒小編傻眼了,神奇的一幕發生了,瓶裡倒出的水不僅沒被吸收,反而結成了冰

7樓:忻夜雲

水結成冰的原理是物理現象,嘀咕許多液體在凝固時,會產生

8樓:匿名使用者

水結冰的過程是凝固的過程。

9樓:匿名使用者

水放熱以後就凝結了唄 希望採納

實驗「水迅速變成冰」的原理是什麼?

10樓:筆中從沫

原理:這是過飽和溶液不穩定性的實驗。醋酸鈉的熱飽和溶液在不受擾動下冷卻,結晶作用往往不會發生。

這種溶液稱為過飽和溶液,是一種介穩體系。當攪動此溶液或加入溶質的「籽晶」,即能析出過量溶質的結晶。

讓水瞬間成冰的方法:

準備和操作:在250毫升燒杯中放入醋酸鈉晶體(naac·3h2o)60克並注入蒸餾水40毫升;在水浴上加熱至晶體全部溶解,再續數分鐘,取出盛有溶液的燒杯,靜置冷卻到室溫。

用玻璃棒伸入溶液內輕輕摩擦一下杯壁或攪動一下溶液或向溶液內投入一粒醋酸鈉晶體作為「籽晶」,頓時溶液內會析出針狀結晶,並迅速遍及整個燒杯底部,即結成了「冰塊」。

實驗開始前,先準備以下材料:

醋酸鈉晶體2包(1大1小)

玻璃杯1個、玻璃缸1個

勺子、鑷子、開水、涼水

然後,按以下步驟進行:

1、將燒開的水倒進玻璃缸

2、將其中1包醋酸鈉晶體袋子密封后放入開水3、袋子充分接觸開水,讓晶體全部溶解

4、將袋子輕輕放入涼水中冷卻至常溫

5、往袋子裡投入幾粒錯酸鈉晶體

11樓:匿名使用者

準備一杯涼水,在裡面加入一點鹽巴,將常用的吸管一段點燃,燒掉一點後,吹滅,迅速放入水中,過幾秒鐘,抽出吸管,水就會很快結成冰。原因:燒過的吸管還有大量的硝酸氨之類的東西,溶解會大量吸熱,使水結冰

12樓:小茜觀娛樂

老外實驗在沙漠中倒入一瓶水,瞬間結成冰,這是什麼原理呢?

水即時變成冰是什麼原理

13樓:生活小孔明

在40度高溫的沙漠中倒下一瓶水會怎麼樣?小編今天就帶你們去看看眼,只見一位小夥拿著一瓶普通的礦泉水到在40多度高溫的沙漠中,結果下一秒小編傻眼了,神奇的一幕發生了,瓶裡倒出的水不僅沒被吸收,反而結成了冰

14樓:匿名使用者

固---從生物作用方面來看,水要結成冰,水中需要許多結晶的中心,生物實驗發現,水中的微生物往往是「結晶中心」。而某些微生物在熱水(水溫在100℃以下一點)中繁殖比冷水中快,這樣一來,熱水中的「結晶中心」比冷水中的多得多,加速了熱水結冰的協同作用,圍繞「結晶中心」生長出子晶,子晶是外延結晶的晶核,對流使各種取向的分子都流過子晶,依靠晶體表面的分子力,抓住合適取向的水分子,外延出分子作有序排列的許多晶粒,懸浮在水中,結晶釋放的能量通過對流放出,而各相鄰的冰粒又連結成冰,直到水全部結冰為止。

實驗「水迅速變成冰」的原理是什麼?

15樓:公桂南凡波

準備一杯涼水,在裡面加入一點鹽巴,將常用的吸管一段點燃,燒掉一點後,吹滅,迅速放入水中,過幾秒鐘,抽出吸管,水就會很快結成冰.原因:燒過的吸管還有大量的硝酸氨之類的東西,溶解會大量吸熱,使水結冰

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