第B03版:课堂以外

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2019年12月31日 星期二

 
 

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天寒地冻,真能“泼水成冰”

温度零下几十摄氏度时,当我们将水泼出去的瞬间,水处于高速运动状态,在空气阻力以及离心的作用下,会让水克服表面张力,形成大量的小液滴,这等同于在瞬间增加了水的表面积。

在表面积增大的情况下,滚烫的热水会迅速地蒸发大量的热量,在这个过程中会产生大量的水蒸气,水蒸气在冷空气中会迅速地饱和,形成细小的冰晶,看起来白茫茫一片,像烟火一样绚烂夺目。

至于我们泼出去的热水,落到地上依然还是水,只是在温度低的环境中很快就结冰了。所以我们看到的那些“泼水成冰”的照片根本不是热水瞬间结成了冰,应该叫“水蒸气成冰”才对。

这个世界上到底存不存在真的“泼水成冰”?

可以的。要达到“泼水成冰”有两个重要的条件:一个是过冷水滴,另一个是环境温度达到-40°C。

大气中的过冷水滴是很常见的,很多直径小于100微米的液滴,可在零下三十多摄氏度的低温条件下依然保持着液态。我们平日里看到的“飞机拉线”,就是由于飞机尾气所含的杂质为过冷水滴提供了附着物,让它们快速结冰,继而形成了飞机尾迹。

-40°C,是过冷水滴瞬间成冰的临界温度,这个时候水滴会产生两个物理变化,在低温条件下开始冻结并体积增大,同时释放潜热,随即水滴会由外向内逐渐冻结。

所以气温越低,水滴结冰速度越快;水滴越小,冻结越快。

因此,在平时生活中我们很难接触到真正的“泼水成冰”。

 

 

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