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零下几十度还有液态水？这种水瞬间能结冰（过冷水）

零下几十度还有液态水？这种水瞬间能结冰（过冷水）

2025-02-20 15:31:29阅读量：20 字体：大中小

众所周知，当水的温度达到0摄氏度时，它会结冰，完成从液体到固体的相变。然而，在其他时候，水以一种奇怪的方式表现:当它远低于零摄氏度时，它不会结冰。它仍然是液体，但有一点振动或其他干扰，如冰晶和其他杂质的加入，它很快冻结成冰。

在零度以下不会结冰的水被称为过冷水，一些过冷水的温度可以达到零下几十度。那么，为什么会出现这种奇怪的现象呢?我们今天就来讨论这个问题。要使水在标准大气压下从液态变为固态，必须满足两个条件。第一是温度必须小于或等于零摄氏度，第二是必须有晶核。
那么这个晶核是什么呢?冰实际上是一种晶体，水从液体到固体的转变就是水的结晶过程。结晶过程可以在没有固体存在的情况下完成，这种初始的固体称为原子核。一般来说，我们接触到的水中含有大量的杂质。

过冷水不会结冰，因为它没有晶核。过冷水通常是没有杂质的纯水，因为水中没有可以作为晶核的固体物质，所以即使温度足够低，也不会结冰。这就解释了为什么当我们向过冷水中加入作为晶核的杂质时，它会立即结冰。那么，为什么在不添加杂质的情况下，只要摇晃过冷水就会结冰呢?这是因为纯水也可以自己形成冰芯，这就是所谓的“晶体”。静止的水不能自发地克服晶界能，这需要额外的能量。
当我们摇动过冷水时，我们把能量注入水中。初始原子核在高能过冷水中形成。一旦原子核形成，其余的水就会附着在原子核上，现在让我们看看如何在日常生活中获得过冷水。

有了上面的知识，我们知道要获得“过冷水”，必须满足三个条件，第一是温度在零度以下，第二是水不能有杂质，第三是保持水的稳定性，不能有振动。根据这些情况，我们可以去超市买一瓶纯净水，然后放入冰箱的冷冻室，注意冷冻室的温度最好设置在零下5摄氏度以下。等待一段时间(越长越好，建议超过2天，在此期间不要摇晃冰箱)。如果你买的纯净水足够“纯净”，你的冰箱足够稳定，恭喜你得到了“过冷水”。