泼水成冰的条件是什么?泼水成冰为什么用热水?
泼水成冰的条件是必须在极度低温的环境下,并且水滴掉落在地面之前快速凝结或者冻结。泼水成冰关键在于快速冻结首先,我们来认识一下水的三
“泼水成冰的条件是必须在极度低温的环境下,并且水滴掉落在地面之前快速凝结或者冻结。”
“泼水成冰”关键在于快速冻结
首先,我们来认识一下水的三种状态:分别是气态、液态和固态。所以,水成冰就有两种途径:一种是水蒸气凝华成冰;一种是水凝结成冰,两者都伴随着能量的变化。
那么,我们看到的“泼水成冰”到底是一种什么物理现象呢?“一是泼洒出去的热水形成无数的小水滴,小水滴在低温下形成小冰晶;二是泼洒出去的部分水滴首先汽化成为水蒸气,细小水蒸气凝华成冰晶或者凝结成小水滴。”魏科表示,这两个物理过程是并列的,都会发生。
泼水成冰的难度在于必须在水滴掉落在地面之前凝结或者冻结,所以要求的是“快速冻结”,因此需要气温越低越好。”魏科进一步解释,因为水滴可以出现“过冷水”状态,即水滴温度远低于0度,但是水滴还不结冰,高纯度的水甚至到零下40度还不结冰,因此温度越低越好。
为什么必须泼热水?而不是凉水
实际上,“泼水成冰”中的结冰并不是水结冰,而是水形成水蒸气之后,水蒸气在极端寒冷空气里凝结成水滴或者凝华成小冰晶。显然,与凉水相比,热水更容易形成水蒸气。
另外,热水还有一个特点:要形成美丽的冰水雾的现象,必须要有大量足够多的细小水滴,只有较高温度的水泼向空中才能有这种效果,这主要是因为温度高时水的表面张力小,更容易形成小水滴,和气温相近的水就很难形成。
你看见的到底是水雾还是冰?
“热水泼出去,在极端寒冷的条件下,形成的并不是水雾,而是冰雾,即小水滴直接凝结成小冰晶,或者水蒸气直接凝华为小冰晶,这与北方隆冬天气里形成的大雾现象类似,也是空气中有大量的小冰晶,因为冰晶颗粒非常小,一般是在几个微米到几百微米之间,所以看起来是雾的效果。”