摘要
液態水的溫度冷卻到冰點以下而不凍結的現象稱為過冷卻。在自然界特別是在大氣中并不是不常存在,在云中就常常含有過冷卻的水滴,它常與冰晶并存,是導致降雨和形成雪花、冰雹、凍雨的重要因素。
過冷卻水
簡介
液態水的溫度冷卻到冰點以下而不凍結的現象稱為過冷卻水。通常我們不容易見到過冷卻的水,大氣中的過冷卻水是常見的,在-40℃的情況下還可觀測到過冷卻水滴。水滴越小、越純,過冷卻的可能就越大。在云中就常常含有過冷卻的水滴,它常與冰晶并存,是導致降雨和形成雪花、冰雹、凍雨的重要因素。
試驗制取過冷卻水
找一個容積約500厘米3的廣口瓶,裝以三分之二深度的碎冰,再加水,使水面略低于冰面1-2厘米,放入20克左右的食鹽。并稍加攪拌,然后把裝有20毫升自來水的一個干凈的試管(或小燒杯)放入鹽水和冰的混合體內,使試管中的水面在外面容器的液面以下,試管中的水溫逐漸降低。用水銀溫度計插入試管內水中,每隔2分鐘讀一次溫度。把測量結果記錄在表格中。如果你的實驗順利的話,你可看到水溫降到0℃以下仍保持液態。(如果首次實驗不能得到過冷卻水,可以把試管中的水倒干凈,務必不留一點水滴,再裝入新的水,重新制取,第二次基本上可以成功。)
當水冷卻到零下若干攝氏度(如-5℃),后小心地把試管從容器的混合液中取出,然后把一小片碎冰投入到過冷卻水中,仔細觀察,你就能夠看到許多非常薄的,扁平的冰晶從種子冰向許多方向朝外生長。開始生長比較快,以后就慢下來,最后停止生長。在這個過程中,繼續觀察溫度計,你會發現冰凍時,水樣的溫度急劇增高,達到零攝氏度后就穩定下來。