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  • 1 # 羅思揚

    2008年,貴州省內爆發嚴重的凍雨災害,雨滴一落到地面,馬上就變成冰。下一夜凍雨,千里冰封,硬生生被凍成《冰雪奇緣》。最慘的是電力工人,不得不冒著巨大的危險,敲掉高壓線上凍雨凝結的冰。

    真正的滴水成冰!

    凍雨,是溫度低於零攝氏度的水。沒有變成雪,為什麼?

    因為,低於零攝氏度,只是結冰的一個條件,還不足以變成冰。

    結冰,用科學語言描述,叫液態水結晶。

    冰與鹽的結晶、寶石的結晶、DNA結晶,沒有本質的不同。都是分子規則排布的結果。

    一般來說,水要形成結晶,需要兩個條件:

    1、溫度降至結晶溫度以下2、要有外部干擾:如新增凝結核、或施加外力

    為什麼呢?

    畫幾個示意圖:

    圖1是一盆0℃ 以上的水,裡面的小方格代表水分子。水分子保持自由運動。

    圖2是溫度降至0℃時的情況,一部分水分子開始抱團,形成小的分子簇。但小分子簇們並沒有進一步地抱團,仍然保持著液態。

    圖3是溫度進一步降低,降至0℃以下。小分子簇們進一步長大,但仍然保持著分散小團伙的狀態。看著還是水的樣子,可以流動。

    此時水的狀態,就叫做過冷水,即比結冰溫度低,卻沒有結冰。

    然而,這種狀態是不穩定的。因為已經產生了越來越多的水分子簇,一旦有外部干擾,這些分子簇很容易抱團,變成晶體,也就是結冰。

    如果在此時,往這盆過冷水裡,投入一些小顆粒,分子簇會迅速地凝結到小顆粒上,因為這樣更節省能量,如圖4。

    這個過程,就是結冰。小顆粒,又被稱為凝結核。一旦有了凝結核,過冷的水分子與分子簇,會迅速圍繞著它排列,並快速長大,變成冰塊。

    施加外力,也可以達到讓過冷水結冰的效果。外力使分子簇相互碰撞,從而抱團形成更大的核,當分子簇足夠大時,也可以起到凝結核的作用,分子在其上不斷生長,最終變成冰,如圖5.

    所以,要使水降至零攝氏度以下,卻仍保持液體狀態。有2個要點:

    1、水要非常純淨,裡面不能有太多雜質。2、要儘量保持平靜,不要有大的晃動。

    最後,想起格力電器的董小姐,有一次在湖南衛視的《天天向上》節目中,親自為格力冰箱站臺。現場演示了格力冰箱冷凍出的 -5℃ 過冷水,然後說這是因為冰箱採用了高科技……

    呵呵,你凍一瓶過冷的橙汁試試。

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