超冷水现象是怎么回事?为什么水在冰箱里冷藏室里放２个小时后,拿出来然后往桌子上一磕,就马上回冻成冰?

Question

超冷水现象是怎么回事?
为什么　水在冰箱里冷藏室里放２个小时后,拿出来然后往桌子上一磕,就马上回冻成冰?

Answer 1

在化学上,水有一种奇异现象,叫做过冷和过热.
将一杯纯洁的水在很小心地使它处于不受任何震动的情况下很快冷却,这时就会出现一个奇怪的现象：水的温度明明已下降到摄氏零度以下,可是却没有结冰,有人曾经成功地将水过冷到零下72度.当然,过冷的水是极不稳定的,只要投入一颗冰的晶体、一粒砂于,有时甚至只要轻轻碰一下杯子,过冷的水会突然“醒悟”过来,一下于结成一大块冰.
水何以会产生过冷现象呢?
由科学实验知道,液态的水分子是乱七八糟到处乱串的,而冰块中的水分子,却是按照严格的“队形”排列着的.当水将要结成冰队必需先有一些微小的冰晶做“核心”,水分子才容易围绕这些核心不断地排列起来,使“队伍”不断杜状大,形成冰块.在普通水中,由于含有许多极其微小的浮悬物或者是冷却过程较慢,这时微小的冰晶很容易产生,因此结冰并不艰难.可是极纯的水在很快冷却时,冰的晶核却不容易产生,因此虽然温度已冷至零度以下,这时的水分子却仍然象“乌合之众”一样,由于缺乏“核心”而始终排不成“队形”,就出现了奇妙的过冷现象.如果在过冷的水中投入一小粒冰晶,就会象军队紧急集合形成“队形”那样,立即结成冰.
假如事前将溶在纯水中的气体除去,然后将水放在一个光滑的玻璃烧杯内,在保证不受到任何微小震动的条件下小心加热,那么就有可能出现过热现象,也就是说,水的温度巳超过100度而仍不沸腾.有时温度计的水银柱已上升到摄氏150度、180度可是水面却依旧平静如镜没有出现沸腾现象.有人曾经用这样的方法将水加热到摄氏200度以上而水仍不沸腾.不过这种过热的水是十分危险的,它就象一个拉开弦的手榴弹随时都可能突然“爆炸”,一个轻微的震动或者掉进一粒较大的灰尘,过热的水都会一下子猛烈地沸腾起来,其剧烈的程度相当骇人.难怪在工厂里,过热现象被看作危险的敌人.在蒸馏等操作过程中,有时也会出现过热现象,接着又一下暴沸起来,严重的可以将蒸馏锅炸毁,轻的也会使蒸馏液冲出,使工作又得从头做起.
不过要制服过热现象这个调皮鬼也并不难,这只要在蒸馏时放入一些多孔物质,如碎瓷片、上端封住的毛细管之类就行了.原来过热现象之所以会产生,是由于液体内部最初形成气泡比较不容易.但这时如果有一些微小的空气气泡“带领”一下,液体的汽化就能顺利进行．多孔物质中含有的空气在受热后会膨胀而逐渐放出,使沸腾变得很均匀,过热现象就无机可乘了.