
水到0℃以下并不保证立刻变成冰。0℃是常压下液态水与冰达到平衡的温度;真正开始冻结,还要先形成一个足够稳定的微小冰晶核。新生冰核有冰—水界面,太小时,形成界面的代价会使它重新消失。
如果水较纯、容器较光滑又保持安静,能帮助成核的尘粒、气泡或冰屑很少,水便可能在零度以下仍保持液态,这叫过冷。敲击容器并不是把冷量“震进去”,而可能制造气泡、扰动接触线,或让已有微粒成为成核起点。一旦晶核越过门槛,邻近水分子便快速排入晶格,枝状冰晶看起来像突然蔓延。
画面很快,却通常不是整瓶水瞬间冻硬。凝固会释放潜热,使尚未冻结的水升向0℃,于是先出现的常是冰水混合物。这个现象说明,相变不仅取决于温度,还取决于有没有可启动新结构的成核路径。
https://van.physics.illinois.edu/ask/listing/19505
https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.97.023103
了解 Geoffrey Chen 的更多信息
订阅后即可通过电子邮件收到最新文章。