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泼水成冰为什么要热水?

 思明居士 2018-03-16

答:“泼水成冰”效果确实需要用热水,但要达到真正的泼水成冰,是非常难的,下面逐一解释其中原理。


1、有实验人员做过实验,在零下36℃的黑龙江,把一杯10℃的水泼向天空,水在半空没有结冰。

2、然后实验者把37℃的水,泼向空中,此时出现一些水汽,但是没那种惊艳的“泼水成冰”效果。

3、最后实验者,使用90℃的热水泼向空中,奇迹出现了,热水划成弧线,形成完美的“泼水成冰”效果。

实验人员检查落到地面,发现“泼水成冰”效果落到地面的,其实是水,并不是冰,但是由于地面温度低,这些水很快结成了冰。

所以:大家看到的大多数“泼水成冰”效果,实际上并不是热水瞬间结冰,图片中白茫茫的一片,是水雾的效果,和我们冬天哈气产生的白雾是一样的。

另外,网上很多都解释,都片面地谈到“热水更容易结冰”的说法,甚至还搬出“姆佩巴效应”,其实是误解,“姆佩巴效应”说的是——“在同等容器、同等质量、同等冷却环境下,温度略高的液体比温度略低的液体先结冰的现象”。注意是“略高”,和这里的“泼水成冰”一点关系没有呢!


“泼水成冰”原理解释:

解释一:热水蒸发快,蒸发出去的水遇冷,更容易变成水雾,所以热水的“泼水成冰”效果更明显。

解释二:真正想要“泼水成冰”,更准确叫做“过水成冰”的话,按照中国气象科学研究院的云雾物理专家张纪淮,在一篇文章中的解释比较有说服力:

“说在环境温度达-40℃以下,是过冷水滴瞬间成冰的临界温度,高于-30℃时,就很难实现瞬间成冰了。其中说的水滴直径要在几微米到200微米间,差不多等同于我们平时见的毛毛雨大小。

然后水滴瞬间结冰的基础条件是气温在-40℃以下。

在这一条件下实现水滴成冰,水要发生两个物理变化,首先水滴在低温条件下冻结后体积变大,同时释放潜热;然后水滴释放潜热是由外向内的,水滴外层先结冰,逐渐向内冻结。所以气温越低,水滴结冰速度越快;水滴越小,冻结越快。

当气温低于-40℃时,还不足以实现“过水成冰”,泼出去的无数个水滴外层能迅速结冰,但内部仍是水,水滴完全冻结需要一定时间,还有一种特殊情况,就是冷空气翻过雪山携带大量冰核,有可能会出现泼水成冰。”

要达到真正的“泼水成冰”太难,但是那种假的“泼水成冰”效果,已经非常惊艳啦!

有条件的读者朋友,可以去室外试一试呢!不过要提醒大家注意安全,要是泼水方式不对,很容易烫伤自己的。

泼水成冰效果条件:环境温度至少零下30℃,越低效果越好;水温高于90℃(注意安全)。

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