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更新时间:2023-01-28 02:52:13 来源:YIQ网
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水结成冰的条件:压力对水结成冰的影响很小,主要是温度,在0摄氏度或者0摄氏度以下,有晶核的条件下会变成冰。
水结成冰的原理是凝固,下面是原理简介:
凝固是指在温度降低时,物质由液态变为固态的过程,物质凝固时的温度称为凝固点。目前已知的液体几乎都可以在低温时凝固成为固体,氦是唯一的例外,常压下在绝对零度时仍为液体,需加压才能凝固为固体。大多数的物质其凝固点和熔点温度相同。但有些物质的凝固点和熔点会不一様。许多液体在凝固时会结晶,形成晶体的固体。结晶的过程是一阶的热力学相变化,在液态固态共存的期间,系统的平衡温度不变,等于凝固点。结晶主要包括二个现象:成核和晶体生长。成核是指分子开始聚集形成晶核,在奈米尺度以已定义的周期形式排列,其排列方式决定了晶体结构。晶体生长就是晶体持续的变大,最后到达晶核的临界大小。
在一定压强下,温度需要在0摄氏度或者以下。其温度略微低于熔点时,微粒便将规则地排列成为稳定的结构。开始是少数微粒按一定的规律排列起来,形成所谓的晶核,而后围绕这些晶核成长为一个个晶粒。因此,凝固过程就是产生晶核和晶核生长的过程,而且这两种过程是同时进行的。
水变成冰体积变大,因为液态水中水分子之间存在着较强的氢键作用力。它比分子间的作用力(范得瓦耳斯力)大得多。当水处于液态时,在氢键力的作用下,水分子靠近,在宏观上就表现为体积小。而变为固体时,水变为晶体,分子排列有了规律,氢键的作用力削弱,宏观的表现为体积变大。
水结冰其实是一种结晶的现象,结晶首先需要有凝结核,然后凝结核不断长大,最终长成大块晶体。在标准大气压下,水结冰的温度是0℃,水沸腾的温度是100℃。沸腾是指液体受热超过其饱和温度时,在液体内部和表面同时发生剧烈汽化的现象。液体沸腾的温度叫沸点。不同液体的沸点不同。即使同一液体,它的沸点也要随外界的大气压强的改变而改变。水在零摄氏度以下由液态凝聚为固体状态,称其为结冰。
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