侠外游戏论坛

标题: 【真的】纯水在0摄氏度时不会结冰 [打印本页]

作者: contact 时间: 2016-10-1 02:16
标题: 【真的】纯水在0摄氏度时不会结冰
【流言】：纯水（只有水分子）在0摄氏度时不会结冰。
【真相】：纯水在0摄氏度时确实不会结冰，但加入杂质、搅拌或者继续降低温度，纯水还是会结冰的。
【论证】：首先必须要明确一点，液体的熔点由什么确定？水是0℃这是显而易见的吧？
但是事实上，液体的熔点是根据吉布斯自由能：G=H-TS确定的，熔点是使得液态吉布斯自由能和固态吉布斯自由能相等时的温度。
而过冷是指液体在熔点以下的温度时，该温度与液体熔点的差值。并不是说过冷就会凝固，而是要过冷到一定程度以后才会凝固。这是因为，在凝固过程中，事实上是两个作用力，形核驱动力和形核阻力相互比较。如果形核驱动力更胜一筹，那么液体就会凝固。
根据吉布斯自由能，过冷能提供形核驱动力，并且随着过冷度增加，这个驱动力增长的更快，因而能使总的自由能降低，液体就会凝固了。
这种情况称为：均质形核，因此过冷度大到一定程度，它就一定会凝固，但是对于某些特别纯净的物质来说，过冷度可能能达到0.2T，（T为其熔点，如水的熔点T=273K，若取过冷度△T=0.2T来计算，可能水要在-54℃之下才会结冰）
而其他的方式，如振动，搅拌，加入杂质等，都属于非均质形核的范畴，它们的过冷度比均质形核要小得多，这也是为什么我们常常能够看见水在0℃就结冰，这是因为这时候发生的是非均质形核。

作者: 哎力 时间: 2016-10-1 09:00
我是个哑巴，平时说话都是伪装的。

作者: 赤色风暴 时间: 2016-10-1 09:00
科学家的成果是全人类的财产，而科学是最无私的领域。

作者: 不乐清风 时间: 2016-10-11 21:57
没有加倍的勤奋，就既没有才能，也没有天才。

欢迎光临侠外游戏论坛 (https://bbs.xiawai.com/)