物理小实验:水为什么会结冰？
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2024-11-08 05:48:42
物理小实验:水为什么会结冰？
水结冰的条件是：水要释放出热量，温度降低到0度或0度以下。同时，水中要有凝结核。除了实验室超纯级的纯水以外，一般水都有凝结核。 在外界温度低于0度，水会不断释放出热量，温度不断降低，直至降到0度结冰，结冰后，冰仍会继续降温，直至与外界温度相等为止。这个过程需要一定的时间。在水结成冰时，水分子的运动不能破坏氢键，氢键起主要作用，它把水分子结起来形成有规则的空间结构结构，在一个晶格中，四个氢原子在正四面体的顶点上，一个氧原子位于四面体的中心．这样，使分子间的空隙变大且保持一定，因此水结成冰时体积变大．而在水中分子运动既能破坏水分子之间的氢键束缚而又不使分子作剧烈运动导致分子间频繁碰撞，各分子间可发生相对滑动而相互交错，这样就会互相填补空隙~因而体积变小~ 从生物作用方面来看，水要结成冰，水中需要许多结晶的中心，生物实验发现，水中的微生物往往是“结晶中心”。而某些微生物在热水（水温在100℃以下一点）中繁殖比冷水中快，这样一来，热水中的“结晶中心”比冷水中的多得多，加速了热水结冰的协同作用，围绕“结晶中心”生长出子晶，子晶是外延结晶的晶核，对流使各种取向的分子都流过子晶，依靠晶体表面的分子力，抓住合适取向的水分子，外延出分子作有序排列的许多晶粒，悬浮在水中，结晶释放的能量通过对流放出，而各相邻的冰粒又连结成冰，直到水全部结冰为止。
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