水为什么结冰
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- 提问者网友：我们很暧昧
- 2021-01-28 18:13
水为什么结冰
最佳答案
- 五星知识达人网友：怀裏藏嬌
- 2021-01-28 18:38
问题一：为什么水会结冰？ 温度高的时候，水分子是不断运动的，水可以流动。温度越低，分子运动就越不激烈。当温度低至冰点的时候，水分子就基本不动了，停住了这是分子间距离相对增加一点，并表现为引力，所以水就不流动了，且冰的体积比水大十分之一。从宏观上来看——水就结冰了。
如有帮助请采纳，或点击右上角的满意，谢谢！！问题二：为什么热水比凉水更容易结冰？ 和以下两项因素有关：
1、温度高引起高速的蒸发；
2、温度高引起的黏度降低。
当水泼出去后，水在地面覆盖成一层薄的水层，这时候结冰的速度与水的总质量并没有关系，而是和单位面积水的质量有关，也就是说和水层的厚度直接相关，热水黏度低，显然热水形成的水层就比冷水的要薄，同时，热水蒸发量大，趋向于水层更容易变薄。因此尽管热水温度高，但是水的凝固热539卡/克，远远高于水的热容1卡/克·度，所以决定凝结速度的并不是温度。
历史上所谓的姆潘巴现象并不是起始于姆潘巴本人，最早可能是起始于亚里斯多德。书中是这样记载：“先前被加热过的水，有助于它更快地结冰。”这句话的原意本来是指曾经被加热过冷却后的“水”（生活中我们一般称之为“凉开水”或者“熟水”）较之没有被加热过的“水”（我们一般称之为“鲜凉水”或者“生水”）在时间上更易快捷的结冰上冻及早结冰，由于表述上的不清楚和人们理解上的差异，有人把亚里斯多德书中记载的“先前被加热过的水”理解成高于一般常温的热水（如70-80度的准开水。热水比凉水更容易结冰，这是以讹传讹，央视10就此问题出过一期节目，证明凉水更容易结冰。这类什么“水变油”、“N射线”、“姆潘巴现象”伪科学很多。
我们用90℃与30℃进行对比实验，实验证明不可能90℃的同样材料比30℃的先结冰，其主要原因是液体从90℃下降到10℃耗时仅1成，从10℃下降到0℃耗时也为1成，而从0℃的冰固化需8成时间！90℃的与30℃的液体几乎同时结冰！不可能热的先结冰！
产生姆潘巴现象的原因
是否有可能90℃的高温液体比30℃的冷液体先结冰呢？
实验证明这可能是一个误解，可能是因为冰箱内温度不均匀性、材料不同尤其是淀粉多少不同所引起。
1、用仪表测试：
用仪表测试冰箱的最冷处在－25℃时，在有些地方只有－10～－15℃，可相差10～15℃，如果正巧将热液体放在冷却管附近，那么它就会比冷液体先结冰。
2、不同材料有不同冰点：
例如含糖牛奶的冰点会从0℃下降到－10℃。
3、粘度不同其冷却速度不一样：
例如当牛奶中放糖后粘度增加，在其盛器表面易先结冰，而中间结冰晚。
4、含水量越少越易先结冰：
当冰淇淋中含糯米、赤豆、绿豆等淀粉状物质时，易先结冰，而且降温接近0℃时马上变得很硬，这是因为含水少，其中水在固化时所需散热少会先结硬（不同于先结冰）。
5、冰淇淋比纯牛奶先结冰：
将一盒市售冰淇淋与同样重量的牛奶分别盛入二个同样的盒内加热到50℃后，同时放入冰箱内，一定是市售冰淇淋先结冰，其原因是市售冰淇淋中含有糊精、增稠剂、乳化剂等，从而导致其先结冰。
6、冰淇淋中含有非液体材质：
实验证明放入100克的纯水或纯牛奶不可能在2小时内结冰（冰箱内同时放12盒时，结冰时间为10小时），除非冰淇淋中含有一定量淀粉类物质。
7、淀粉材质中加糖：
实验证明淀粉类（如稠八宝粥）加糖搅拌后会变稀薄，实验结果会比不加糖的晚结冰。问题三：为什么温水比冷水结冰快? 是因为温水较冷水膨胀,内部空间较大,密度较小且水分子较活跃,相互碰撞较频繁。所以,在冬天寒冷的情况下，活跃的水分子把冷气温迅速相互传递并较为畅通地在密度较小的温水里传播，整体水温下降的速度也就相对较快。冷水的密度较大，水分子活动也较慢，冷气温在冷水里的整体传播速度也就较缓慢。所以这时温水比梗水冻得相对更快。问题四：为什么水在低于零度才开始结冰 我们在课本上学到，当温度降到0℃时水就会变成冰。但实际情况并非如此简单。一方面自然界中的水不是纯净的水，里面溶解了很多物质，水的凝固点降低，水需在0℃以下才能冻结；另一方面，当温度刚好由零度以上降到0℃时，水是不会结冻的，因为结冰时放出的潜热很大，如果正好是冰点，刚生成的冰晶又会很快融化掉。所以，一般温度在零度以下河水才出现冻结现象。
静水结冰需要较甚的过冷，实验室里曾经记录到蒸馏水过冷到-20℃还不见冰晶出现的数据。一般静水冷却到4℃后，水面继续降温，仅能使表层发生冷却，底层在较长时间里还是维持在4℃的温度，所以静水冻结是从水面开始的。
初冬时节河流淌凌是河流开始结冰的最初阶段。河水是汹涌流动的，流水结冰过程与静水很不相同。流水由于处在流动状态，紊流扰动强，不仅表层冷却迅速，就是底层也同时降温，水面和水内几乎可以同时结冰。大多数研究者认为，河流结冰是同时在水面和水中发生的。理由是河流混合作用强，在结冰前河水上下都能达到大体相同的温度，只要有结晶核，就可以在任何地方开始结冰。底冰的存在证明了这种理论的可能性。
河流封冻有二种情况。一种是从岸边开始，先结成岸冰，向河心发展，逐渐汇合成冰桥，冰桥宽度扩展，使整个河面全被封冻。还有一种是流冰在河流狭窄或浅滩处形成冰坝后，冰块相互之间和冰块与河岸之间迅速冻结起来，并逆流向上扩展，使整个河面封冻。问题五：沸水和冷水哪个结冰更快？为什么呢？ 绝对是冷水,说热水那些是错的.
详见:
这个叫潘巴母效应，已经证明是错的了,是中国三个女生证明的。当时是潘巴母来不及把做雪糕的材料加水的混合液冷却就放进冰箱冷却，结果很多冷却好放进去的雪糕未结冰，但他的却结冰了——的确是被证明是错的，当时他产生这样结果的原因如下：
（1）他是用热水溶解一些糖做雪糕，来不及冷却，但这样，因为糖未完全溶解，所以凝固点比其他人的溶解好的雪糕高，所以先结冰。
（2）他摆得很靠近冰箱的吸热的管。
（3）礌来实验之所以也是这样——思维定势。
我自己试过，冷水先结冰的
比如一杯水a度，一杯b度（a>b>0），a要到0度，先要达到b。假设先放进A杯，到达b度时放入B杯，它们同时变成0度，所以A杯用更多时间，所以更慢，所以冷水块！问题六：为什么纯水不会结冰? 热力学上的冰点是根据水中固、液两相共存时的温度
确定的，在标准大气压下为0℃。
如果是单就纯水来说, 压力会导致冰点的降低.（但
导致沸点的上升！！）另外，添加水溶性物质,例如盐，也
是方法之一 ，因为任何物质溶于水时，都会降低水的冰点
（0℃）。至于温度可降低多少, 这需实验来说明.
在现实的情况下,是否有凝结核,是个重要因素,有人
向个长者请教,他说:若是纯水,全无杂质,在一般大气压力
下, 甚至水温降至零下40度,水仍可维持液态而不结冰, 这是过冷（supercooled water）。他又问:如果这过冷水,突然受到扰动,是否会瞬间结冰? 长者回答说:不会。（！！）
附图：（img172.photo.163.com/ivy7070/22937732/576622940.gif）
此图是所谓冰或水的三相图（即固、液、气三相）。
冰、水与水蒸气同时共存的温度也就是三相点
是摄氏0.1度水最低温会随着压力增加而下降 但是
请注意图中压力的单位以及数值，那可不是一般实
验可以达到的状况!
（另：大学热力学课本(fundamenta订s of classical thermodynamics,
Gordon J. Van Wylen,Richard E. Sonntag,page 40)有水的相位图(phase diagram of water),可看出压力升高,凝固温度会降低的,只有第一相的冰,其它相的冰,凝固温度,随压力增大而升高,故除了过冷水外,水的最低温应该是第一,三相冰,与水共存之三相点,由图上推估之,应是近2000个大气压力,约摄氏零下21度.）
所以，如果哪个牛人肯用微积分对付一下上图，求作极端情况值(如:0℃时,如果出现三相点-沸点,其气压是否是负值),应该可以得到精确的解释.现在我只能说:如果另的数据是无误的,再考虑到非纯水中溶液依数性的因素，基本可以肯定，零度的水是可能沸腾的。
（资料来源：www.oh100.com和www.phy.ntnu.edu.tw）
（资料来源：www.oh100.com www.phy.ntnu.edu.tw）问题七：为什么把水放在冰箱两个小时拿出来时可瞬间结冰 冰的形成其实是一个结晶的过程，如果原本水中已存在结晶核（冰晶），低于其标准熔点的液体的水分子就会在核周围形成结晶结构，依附在冰晶上，结成冰的过程就可以进行。但是有些水太洁净，没有尘埃和杂质，容器又非常干净而平滑，缺少这样的晶核，冰晶就因无处可依附而不能形成，于是温度轴上的液体部分可以一直延伸，即使温度低于冰点（0°），水仍然会维持在液体的状态，直到均匀核化结晶生成。
如有帮助请采纳，或点击右上角的满意，谢谢！！问题二：为什么热水比凉水更容易结冰？ 和以下两项因素有关：
1、温度高引起高速的蒸发；
2、温度高引起的黏度降低。
当水泼出去后，水在地面覆盖成一层薄的水层，这时候结冰的速度与水的总质量并没有关系，而是和单位面积水的质量有关，也就是说和水层的厚度直接相关，热水黏度低，显然热水形成的水层就比冷水的要薄，同时，热水蒸发量大，趋向于水层更容易变薄。因此尽管热水温度高，但是水的凝固热539卡/克，远远高于水的热容1卡/克·度，所以决定凝结速度的并不是温度。
历史上所谓的姆潘巴现象并不是起始于姆潘巴本人，最早可能是起始于亚里斯多德。书中是这样记载：“先前被加热过的水，有助于它更快地结冰。”这句话的原意本来是指曾经被加热过冷却后的“水”（生活中我们一般称之为“凉开水”或者“熟水”）较之没有被加热过的“水”（我们一般称之为“鲜凉水”或者“生水”）在时间上更易快捷的结冰上冻及早结冰，由于表述上的不清楚和人们理解上的差异，有人把亚里斯多德书中记载的“先前被加热过的水”理解成高于一般常温的热水（如70-80度的准开水。热水比凉水更容易结冰，这是以讹传讹，央视10就此问题出过一期节目，证明凉水更容易结冰。这类什么“水变油”、“N射线”、“姆潘巴现象”伪科学很多。
我们用90℃与30℃进行对比实验，实验证明不可能90℃的同样材料比30℃的先结冰，其主要原因是液体从90℃下降到10℃耗时仅1成，从10℃下降到0℃耗时也为1成，而从0℃的冰固化需8成时间！90℃的与30℃的液体几乎同时结冰！不可能热的先结冰！
产生姆潘巴现象的原因
是否有可能90℃的高温液体比30℃的冷液体先结冰呢？
实验证明这可能是一个误解，可能是因为冰箱内温度不均匀性、材料不同尤其是淀粉多少不同所引起。
1、用仪表测试：
用仪表测试冰箱的最冷处在－25℃时，在有些地方只有－10～－15℃，可相差10～15℃，如果正巧将热液体放在冷却管附近，那么它就会比冷液体先结冰。
2、不同材料有不同冰点：
例如含糖牛奶的冰点会从0℃下降到－10℃。
3、粘度不同其冷却速度不一样：
例如当牛奶中放糖后粘度增加，在其盛器表面易先结冰，而中间结冰晚。
4、含水量越少越易先结冰：
当冰淇淋中含糯米、赤豆、绿豆等淀粉状物质时，易先结冰，而且降温接近0℃时马上变得很硬，这是因为含水少，其中水在固化时所需散热少会先结硬（不同于先结冰）。
5、冰淇淋比纯牛奶先结冰：
将一盒市售冰淇淋与同样重量的牛奶分别盛入二个同样的盒内加热到50℃后，同时放入冰箱内，一定是市售冰淇淋先结冰，其原因是市售冰淇淋中含有糊精、增稠剂、乳化剂等，从而导致其先结冰。
6、冰淇淋中含有非液体材质：
实验证明放入100克的纯水或纯牛奶不可能在2小时内结冰（冰箱内同时放12盒时，结冰时间为10小时），除非冰淇淋中含有一定量淀粉类物质。
7、淀粉材质中加糖：
实验证明淀粉类（如稠八宝粥）加糖搅拌后会变稀薄，实验结果会比不加糖的晚结冰。问题三：为什么温水比冷水结冰快? 是因为温水较冷水膨胀,内部空间较大,密度较小且水分子较活跃,相互碰撞较频繁。所以,在冬天寒冷的情况下，活跃的水分子把冷气温迅速相互传递并较为畅通地在密度较小的温水里传播，整体水温下降的速度也就相对较快。冷水的密度较大，水分子活动也较慢，冷气温在冷水里的整体传播速度也就较缓慢。所以这时温水比梗水冻得相对更快。问题四：为什么水在低于零度才开始结冰 我们在课本上学到，当温度降到0℃时水就会变成冰。但实际情况并非如此简单。一方面自然界中的水不是纯净的水，里面溶解了很多物质，水的凝固点降低，水需在0℃以下才能冻结；另一方面，当温度刚好由零度以上降到0℃时，水是不会结冻的，因为结冰时放出的潜热很大，如果正好是冰点，刚生成的冰晶又会很快融化掉。所以，一般温度在零度以下河水才出现冻结现象。
静水结冰需要较甚的过冷，实验室里曾经记录到蒸馏水过冷到-20℃还不见冰晶出现的数据。一般静水冷却到4℃后，水面继续降温，仅能使表层发生冷却，底层在较长时间里还是维持在4℃的温度，所以静水冻结是从水面开始的。
初冬时节河流淌凌是河流开始结冰的最初阶段。河水是汹涌流动的，流水结冰过程与静水很不相同。流水由于处在流动状态，紊流扰动强，不仅表层冷却迅速，就是底层也同时降温，水面和水内几乎可以同时结冰。大多数研究者认为，河流结冰是同时在水面和水中发生的。理由是河流混合作用强，在结冰前河水上下都能达到大体相同的温度，只要有结晶核，就可以在任何地方开始结冰。底冰的存在证明了这种理论的可能性。
河流封冻有二种情况。一种是从岸边开始，先结成岸冰，向河心发展，逐渐汇合成冰桥，冰桥宽度扩展，使整个河面全被封冻。还有一种是流冰在河流狭窄或浅滩处形成冰坝后，冰块相互之间和冰块与河岸之间迅速冻结起来，并逆流向上扩展，使整个河面封冻。问题五：沸水和冷水哪个结冰更快？为什么呢？ 绝对是冷水,说热水那些是错的.
详见:
这个叫潘巴母效应，已经证明是错的了,是中国三个女生证明的。当时是潘巴母来不及把做雪糕的材料加水的混合液冷却就放进冰箱冷却，结果很多冷却好放进去的雪糕未结冰，但他的却结冰了——的确是被证明是错的，当时他产生这样结果的原因如下：
（1）他是用热水溶解一些糖做雪糕，来不及冷却，但这样，因为糖未完全溶解，所以凝固点比其他人的溶解好的雪糕高，所以先结冰。
（2）他摆得很靠近冰箱的吸热的管。
（3）礌来实验之所以也是这样——思维定势。
我自己试过，冷水先结冰的
比如一杯水a度，一杯b度（a>b>0），a要到0度，先要达到b。假设先放进A杯，到达b度时放入B杯，它们同时变成0度，所以A杯用更多时间，所以更慢，所以冷水块！问题六：为什么纯水不会结冰? 热力学上的冰点是根据水中固、液两相共存时的温度
确定的，在标准大气压下为0℃。
如果是单就纯水来说, 压力会导致冰点的降低.（但
导致沸点的上升！！）另外，添加水溶性物质,例如盐，也
是方法之一 ，因为任何物质溶于水时，都会降低水的冰点
（0℃）。至于温度可降低多少, 这需实验来说明.
在现实的情况下,是否有凝结核,是个重要因素,有人
向个长者请教,他说:若是纯水,全无杂质,在一般大气压力
下, 甚至水温降至零下40度,水仍可维持液态而不结冰, 这是过冷（supercooled water）。他又问:如果这过冷水,突然受到扰动,是否会瞬间结冰? 长者回答说:不会。（！！）
附图：（img172.photo.163.com/ivy7070/22937732/576622940.gif）
此图是所谓冰或水的三相图（即固、液、气三相）。
冰、水与水蒸气同时共存的温度也就是三相点
是摄氏0.1度水最低温会随着压力增加而下降 但是
请注意图中压力的单位以及数值，那可不是一般实
验可以达到的状况!
（另：大学热力学课本(fundamenta订s of classical thermodynamics,
Gordon J. Van Wylen,Richard E. Sonntag,page 40)有水的相位图(phase diagram of water),可看出压力升高,凝固温度会降低的,只有第一相的冰,其它相的冰,凝固温度,随压力增大而升高,故除了过冷水外,水的最低温应该是第一,三相冰,与水共存之三相点,由图上推估之,应是近2000个大气压力,约摄氏零下21度.）
所以，如果哪个牛人肯用微积分对付一下上图，求作极端情况值(如:0℃时,如果出现三相点-沸点,其气压是否是负值),应该可以得到精确的解释.现在我只能说:如果另的数据是无误的,再考虑到非纯水中溶液依数性的因素，基本可以肯定，零度的水是可能沸腾的。
（资料来源：www.oh100.com和www.phy.ntnu.edu.tw）
（资料来源：www.oh100.com www.phy.ntnu.edu.tw）问题七：为什么把水放在冰箱两个小时拿出来时可瞬间结冰 冰的形成其实是一个结晶的过程，如果原本水中已存在结晶核（冰晶），低于其标准熔点的液体的水分子就会在核周围形成结晶结构，依附在冰晶上，结成冰的过程就可以进行。但是有些水太洁净，没有尘埃和杂质，容器又非常干净而平滑，缺少这样的晶核，冰晶就因无处可依附而不能形成，于是温度轴上的液体部分可以一直延伸，即使温度低于冰点（0°），水仍然会维持在液体的状态，直到均匀核化结晶生成。
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