超冷水

超冷水

水低於0℃而不結凍的狀態,可以通過快冷等條件,使水在缺乏冰晶核心時溫度降至0℃以下。

簡介

超冷水是加拿大科學家巴拉迪經10年努力的發明,超冷水在零下5℃不致結成冰塊,這種水可冷卻電腦作用產生的溫度,還可保存魚類、水果和蔬菜的新鮮度,更可以改善運輸移植用的器官組織,這不僅是物理學的一項重大突破,同時也使人類生活所需的冷凍與空氣調節得以改良。

水可以在遠低於零度的情況下以液體形式存在,尤其是在所謂的“超冷水”狀態下。

原因

原因是,如果你想讓液態水結冰,你需要一個冰核———一個結晶成為冰核,其他結晶圍繞冰核凝結。但是,在非常純淨的水中,沒有可以圍繞形成冰晶的污染物或微粒,由於水獨特的熱力學,結晶難以實現。

直到現在,超冷水的測量溫度為零下41攝氏度,不過科學家早就懷疑,這一溫度可以更低。

他們無法獲得肯定的結論,因為在這一溫度下水結晶的速度太快了,無法準確測量沒有結晶的液體的特性。

實驗

美國猶他大學的化學家瓦萊里亞尼·莫利內羅和埃米莉·穆爾利用電腦來模擬超冷水的凝結行為。

他們模擬了當32768個水分子冷卻時將會發生的情況。在電腦上經過數千小時的實驗,結論得出來了。

水一定會結凍的溫度是零下48攝氏度。當水接近這一溫度時,它就變得密度不那么大,開始變得更容易壓縮,其結構開始改變。

結果,每一個水分子鬆散地與另外四個水分子相連,形成了金字塔形狀。研究人員稱之為“中間冰”,即快要結冰還沒有完全凝結成凍的狀態。

這一研究結果發表在了周三出版的英國《自然》周刊上。

研究全球變暖的氣候學家想要知道水凝固並結晶成凍的溫度和速度。他們發現,在雲中水溫可以低至零下40攝氏度。

莫利內羅說:“你需要這個來預測,大氣中有多少水以液態形式或結晶形式存在。這對於預測全球氣候至關重要。”

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們