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温度升高,水却结冰

2018-08-06 10:02栏目:简讯

温度降低才有希望让水结冰,然而科学家可以给你玩魔术,他们对着一杯清澈的冷水加热,不一会,水就结冰了。这是怎么回事?加热确实是真的加热,一号站平台,那水也确实是真的水,升高温度后,水也确实真的结冰了。你无语了,不理解。

温度升高,水却结冰

其实水结冰的过程并不简单,不是说温度降低到0℃,水就会结冰的,还需要水中含有一些小微粒,作为水分子刚开始结冰时的附着物,水中含有的这种小微粒又叫晶核。如果一瓶水非常纯净,不含有晶核,即使把它放到零下40℃的环境,都可能不会结冰。这种温度低于0℃还没有结冰的水叫做过冷水。

科学家玩魔术所用的水就是过冷水,另外在过冷水中还放入了一种新研究出来的薄膜——钽酸锂薄膜。这种薄膜在零下8℃以下时,表面带负电,而温度一旦高于零下8℃,薄膜表面就带上了正电,看来也神奇,薄膜表面一旦带上了正电,杯子里的水就会从接触薄膜的地方开始结冰,很快蔓延到上层,整杯水都冰冻起来。

对于这个现象,科学家认为可能是水结冰时,水分子的排列往往让氧原子朝外,氢原子朝内,而氧原子略带负电,因此喜欢周围是正电的环境。如果周围的环境带正电,温度又是低于0℃,那么水就容易结冰,不管水中有没有晶核。但是如果周围的环境是带负电的,水就不容易结冰,当然温度继续下降,水终究会结冰,但是这时的水则是从离带负电薄膜最远的地方开始结冰,最后才会蔓延到薄膜表面附近。

科学家探讨这个现象当然不是为了玩魔术,一号站平台,而是为了更容易控制水是否结冰,例如对于干细胞和器官组织的保存方面,就可以利用这个办法,可以让细胞膜带上负电荷,防止细胞质结冰。