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我把一瓶水扔到太空中,会很快结冰吗?
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我把一瓶水扔到太空中,会很快结冰吗?
▼优质解答
答案和解析
回答这一问题,不妨先回到生活中.100℃的空气,短时间接触并不会灼伤人体（把样品丢入100℃的烘箱完全可以不戴手套）,但如果把手伸入100℃的沸水呢,一趟前往医院的旅行恐怕是在所难免了吧（同样,我把干燥完的样品取出时,必须戴手套）?同样的温度,为何会有这么大的差别呢.
问题在于物体的传热速度.固体、液体因为内部分子密度高,相互碰撞几率大,所以热传递速率快,体现在宏观上,就是传热系数相比于气体大上2-3个数量级.同样是短时间的接触,气体传热慢,只能导致皮肤温度的小幅上升,因此无伤大雅.如果接触开水,短时间内,温度皆可以接近水的沸点,所以造成伤害.
回到楼主的问题,太空中没有介质,热量传递会非常之慢,通过热对流或者热传导的效应几乎可以忽略不计.水转化为固态需要释放能量,而这一过程只能经由热传递来完成.其实,如果有这个需要,都可以通过初等物理严格计算出水完全抓化为冰所需要的时间.需要的两个参数是水的质量和表面积（装在什么样的容器里）,前者决定能量释放的总量,后者决定能量释放的速率.
不过有一点是肯定的,在温度不太高的情况下,热辐射的效率远远低于热对流和热传导,所以这一瓶水完全转化成冰需要等上不短的时间（比冰箱里完全冻住还要慢些,好歹冰箱里还有气体帮助传热）.
问题在于物体的传热速度.固体、液体因为内部分子密度高,相互碰撞几率大,所以热传递速率快,体现在宏观上,就是传热系数相比于气体大上2-3个数量级.同样是短时间的接触,气体传热慢,只能导致皮肤温度的小幅上升,因此无伤大雅.如果接触开水,短时间内,温度皆可以接近水的沸点,所以造成伤害.
回到楼主的问题,太空中没有介质,热量传递会非常之慢,通过热对流或者热传导的效应几乎可以忽略不计.水转化为固态需要释放能量,而这一过程只能经由热传递来完成.其实,如果有这个需要,都可以通过初等物理严格计算出水完全抓化为冰所需要的时间.需要的两个参数是水的质量和表面积（装在什么样的容器里）,前者决定能量释放的总量,后者决定能量释放的速率.
不过有一点是肯定的,在温度不太高的情况下,热辐射的效率远远低于热对流和热传导,所以这一瓶水完全转化成冰需要等上不短的时间（比冰箱里完全冻住还要慢些,好歹冰箱里还有气体帮助传热）.
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