零下五度不结冰的原理

首页 > 天气 > 作者:YD1662023-05-04 06:37:29

作为一个广东人,总是可以在冬天的一天之内,体验到一年春夏秋冬。在2020年跨到2021年的几天里,一波寒潮袭来让全国进入了速冻模式。原本体感还在夏秋的广东,马上就转到了冬天。在广东最北部的韶关还跌破了零度,甚至还下起了雪。(文章最后有我个人对文章重点的总结,赶时间的话可以直接跳到最后面看总结。)

零下五度不结冰的原理,(1)

不过不知道大家有没有发现,如果气温刚到零下几度,水并没有马上就结冰。水难道不是零度以下就会结冰吗?又为什么就算气温到了零下几度,纵使过了很久水也不一定会结冰?

这当然是多种因素的影响。首先就算到了零度,水也不可能速冻成冰。除非是零下几十度,不然水的结冰过程都需要至少几个小时。再之,就是环境对于温度会有影响,在同一个区域不同的角落,温度都有可能会有所差别。如果水是流动的,就更不可能了,除非气温骤降几十度。

零下五度不结冰的原理,(2)

比如自来水管大部分都埋在地下和墙体内,而地下和墙体的的温度还没到零度,所以一般自来水不会在零下几度气温的情况下结冰。甚至在北方,往往在早晨起来,人们只需要用热水去浇裸露在室外的自来水管,把这一部分水管中的冰化开,就可以恢复用水了。

再比如一个池塘,池塘的水面和池底也不是同一个温度,池底比较保暖。没有达到温度是一个比较大的原因。就算结冰,往往也是上面一层冻结了,下面仍然还是液态水。当上层结冰,又刚好为下面的水保温。

零下五度不结冰的原理,(3)

但是抛开这些所谓的环境影响,我们只讨论水结冰,零度的时候就一定会完全转化吗?答案还是否定的。如果有一杯零度的水,那么它的状态将会是冰水混合物,甚至它只会是水,没有任何冰。

零下五度不结冰的原理,(4)

这里不得不提一下水的冰点,也就是水凝结为冰的凝固点。冰点指的是水在一个标准大气压(1.013×10^5 Pa)下的凝固点,也就是0 ℃(273 K)。在不同的大气压下,冰点不同。若水中有杂质,冰点会降低。

所以重点在两个参数,压强和纯净度。在我们的日常生活中,我们几乎是不可能处于标准大气压之下的,每个地区的大气压每一天都是不一样的。而纯净度这个就更不可能达到标准了,就算是自来水也达不到纯净水的标准。纯净水需要用仪器制备,一般情况下,我们比较少机会接触到。

零下五度不结冰的原理,(5)

说一个最简单的例子,海水。即使是在南北两级,海水也都没有完全结冰。南极和北极的大气压绝对是比我们所在的地方要高的。越往两级,气压越高。不过这个气压的影响不是最大的。因为就算在其他海域,冬天零度以下的时候,也不会结冰。因为海水中富含盐类,纯净度非常低,所以海水的冰点也比纯净水低得多。

零下五度不结冰的原理,(6)

大自然就是这么奇妙,看似常理就可以想得通的东西,却有着其他的理论在起作用或者制约着。但就是因为这些神奇的反应和理论,才让我们生活在这么丰富多彩。或许一切都是设计好的吧!

个人觉得是重点的总结:

当气温降到零下几度的时候,水不会马上冻结,甚至一段时间后也不会结冰。有多种因素影响,比如环境,环境不一定就和气温同步。

再了解一下冰点。冰点指的是水在一个标准大气压(1.013×10^5 Pa)下的凝固点,也就是0 ℃(273 K)。在不同的大气压下,冰点不同。若水中有杂质,冰点会降低。

重点在两个参数,压强和纯净度。在我们的日常生活中,我们几乎是不可能处于标准大气压之下的,每个地区的大气压每一天都是不一样的。而纯净度这个就更不可能达到标准了,就算是自来水也达不到纯净水的标准。

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