超级酷科学:如何在家中立即冰

经过:克里斯汀·霍尔·吉斯勒(Kristen Hall-Geisler)|

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如果完全不受干扰,纯化的瓶装水将在达到-43.6华氏度(-42摄氏度)之前不会冻结,并变成过冷的液体。事情怎兴发首页x么样

您可能已经看过有关看起来像什么的视频普通的冷水闲逛并注意自己的水务业务,直到bam!有人在桌子上敲打它,整个瓶子立即转向。这是什么黑暗的巫术?

好吧,让我们成为第一个告诉您这不是魔术的人,而是科学,还有一些非常简单的科学。是的,您绝对可以在家尝试这个。

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成核站

当任何物质改变状态(例如液态水变为固体冰)时,该过程涉及成核。那是当物质上存在不完美的时候,就像水中的某些灰尘一样,新状态可以用作一种锚点(或核),以从一个状态变为另一种状态。一个分子形成冰晶在细胞核上,会产生更多冰冷的表面积,这会导致附近的分子更改为冰,从而产生更多冰冷的表面积,这会导致附近更多的分子变成冰...您明白了这个想法。

通常,水中有很多核。因此,当您在冰箱中弹出一瓶水时,它开始在整个液体中冻结这些缺陷。这就是所谓的异质成核,因为水不统一。其中有东西,随着时间的流逝,整个水中形成冰。

但是可以创建均匀成核。当水中没有杂质时,发生这种情况,因为没有冰的核可以在水变冷时形成冰的核。这是产生“即时”冰的过程。

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冰柜中的超酷科学

水在32华氏度(0度摄氏度)上闻名。但净化水,就像您从商店里购买的东西一样,除了水分子外,别无其他。因此,没有什么可以启动通常的异质成核过程了。

如果您有一瓶纯净的水,可以将它们弹出到冰箱中,并将它们不受干扰 - 几个小时不动,不动,没有触摸。它们仍然是液体的,因为其中没有核的纯净水在-43.6华氏度(-42摄氏度)中冻结。现在是超冷液体,确实听起来确实很酷。

水冻结所需的确切时机将取决于您的水瓶和冰箱的大小,但它会花费大约两个半小时将水倒入这个超冷状态。

只有在这几个小时的准备之后,即时冰的“即时”部分发生。但这太神奇了。小心地从冰箱中取出瓶子。然后摇动一个或在桌子上搅打。此时,任何事情都可以充当核 - 气泡,瓶中有轻微的凹痕。任何很小的变化都足以引起均质成核。

一旦存在这种干扰,均匀的水分子将变得如此迅速地变成冰,以至于看起来即时。

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