泼水成冰为什么用热水(泼水成冰用热水的原理)

答:“泼水成冰”效果确实需要用热水,但要达到真正的泼水成冰,是非常难的,下面逐一解释其中原理。

泼水成冰为什么用热水(泼水成冰用热水的原理)图1


1、有实验人员做过实验,在零下36℃的黑龙江,把一杯10℃的水泼向天空,水在半空没有结冰。

2、然后实验者把37℃的水,泼向空中,此时出现一些水汽,但是没那种惊艳的“泼水成冰”效果。

3、最后实验者,使用90℃的热水泼向空中,奇迹出现了,热水划成弧线,形成完美的“泼水成冰”效果。

实验人员检查落到地面,发现“泼水成冰”效果落到地面的,其实是水,并不是冰,但是由于地面温度低,这些水很快结成了冰。

泼水成冰为什么用热水(泼水成冰用热水的原理)图2

所以:大家看到的大多数“泼水成冰”效果,实际上并不是热水瞬间结冰,图片中白茫茫的一片,是水雾的效果,和我们冬天哈气产生的白雾是一样的。

另外,网上很多都解释,都片面地谈到“热水更容易结冰”的说法,甚至还搬出“姆佩巴效应”,其实是误解,“姆佩巴效应”说的是——“在同等容器、同等质量、同等冷却环境下,温度略高的液体比温度略低的液体先结冰的现象”。注意是“略高”,和这里的“泼水成冰”一点关系没有呢!

泼水成冰为什么用热水(泼水成冰用热水的原理)图3


“泼水成冰”原理解释:

解释一:热水蒸发快,蒸发出去的水遇冷,更容易变成水雾,所以热水的“泼水成冰”效果更明显。

解释二:真正想要“泼水成冰”,更准确叫做“过水成冰”的话,按照中国气象科学研究院的云雾物理专家张纪淮,在一篇文章中的解释比较有说服力:

“说在环境温度达-40℃以下,是过冷水滴瞬间成冰的临界温度,高于-30℃时,就很难实现瞬间成冰了。其中说的水滴直径要在几微米到200微米间,差不多等同于我们平时见的毛毛雨大小。

然后水滴瞬间结冰的基础条件是气温在-40℃以下。

在这一条件下实现水滴成冰,水要发生两个物理变化,首先水滴在低温条件下冻结后体积变大,同时释放潜热;然后水滴释放潜热是由外向内的,水滴外层先结冰,逐渐向内冻结。所以气温越低,水滴结冰速度越快;水滴越小,冻结越快。

当气温低于-40℃时,还不足以实现“过水成冰”,泼出去的无数个水滴外层能迅速结冰,但内部仍是水,水滴完全冻结需要一定时间,还有一种特殊情况,就是冷空气翻过雪山携带大量冰核,有可能会出现泼水成冰。”

泼水成冰为什么用热水(泼水成冰用热水的原理)图4

要达到真正的“泼水成冰”太难,但是那种假的“泼水成冰”效果,已经非常惊艳啦!

有条件的读者朋友,可以去室外试一试呢!不过要提醒大家注意安全,要是泼水方式不对,很容易烫伤自己的。

泼水成冰效果条件:环境温度至少零下30℃,越低效果越好;水温高于90℃(注意安全)。


中国的冷极是漠河,冬天最低温度可以达到零下52度。

在漠河去旅游,有一个保留节目叫做泼水成冰,把水向空中一泼,水落到地面前就会被寒冷的空气冻结成冰,落到地上会听见一片噼里啪啦的冰的撞击声。

泼水成冰为什么用热水(泼水成冰用热水的原理)图5

但是,这个节目必须用高温的水表演才容易成功。用温度比较低的水,水在落地之前仍然是会保持液态。这是为什么呢?

水在落地之前是否结冰,取决于水在空中经过的时间是否足够释放出大量的热,落地之前冷却到冰点以下。

站在地面表演泼水成冰,和站在3层楼高的楼顶上向地面泼一瓢水,结果肯定是不同的。

有关方面专门做过这个实验(这个实验很容易重复,相信有很多的人做过):用温度比较低的水泼向空中,落地之前还是水;用开水泼向空中,落地之前很容易变成冰。

泼水成冰为什么用热水(泼水成冰用热水的原理)图6

这里最关键的有三个问题:第1个,外界的温度;第2个,泼出去的水,在冷空气中运动经历的时间;第3个,水滴的大小。

只要外部环境温度低于0度,水从很高的地方落下,在空中运行的时间足够的长,在冷空气中被充分冷却,在落地之前一定会冻成冰,和水的温度没有关系。

但是,短时间内要让水结冰,第3个要素,也就是水滴的大小,就是决定性的。

因为足够小的水滴,才会有更大的比表面积和周围空气接触,冷却的会更迅速。

泼水成冰为什么用热水(泼水成冰用热水的原理)图7

影响泼出去的水滴大小的是什么呢?恰恰就是温度。

温度对于所有液体分散成液滴的粒径大小都有决定性的影响,而且它的影响也不仅仅在于泼水成冰这件事情上。

在冬季,温度通过影响油料颗粒的大小,会影响汽车的启动性能。

在路面上行驶的汽车使用的燃料绝大部分有两种,一种是汽油,一种是柴油。

很多SUV用的是柴油发动机。柴油在气缸里不是靠火花塞点燃的,而是靠高压缩比形成的高温点燃的。具体的点火效果和柴油的雾化程度有关。

泼水成冰为什么用热水(泼水成冰用热水的原理)图8

如果外界温度很低,柴油的雾化效果就会很差,这个时候就需要对车辆进行预热。甚至要用火去烤高压共轨。而且现在的大部分柴油机的气缸内都有一个特殊的加热装置:预热塞。就是一个电加热棒深入到气缸,先把气缸里的空气加热。

所有这些措施,就是为了提高油料的温度,让油料在喷射的时候形成更微小的粒径。

不管是柴油还是水都是液体,而液体和固体是不同的。液体没有固定形状,但体积固定。液体既有流动的能力,又有容器的形状。同时,它能抵抗压缩并保持相当恒定的密度。

温度直接影响液体中分子的动能。液体温度的升高使其分子的平均速度增加,分子移动得更快,从而增加液体的动能。动能的增加会降低分子间的吸引力,因此温度越高,液体的粘度越低。粘度是决定液体分散成微小颗粒的核心因素。

泼水成冰为什么用热水(泼水成冰用热水的原理)图9

当液体温度下降时,其分子的速度减慢。由于分子速度减慢,动能也随之降低,从而增加了液体的分子间吸引力。这种吸引力反过来又使流体更具粘性。

所以,在泼水成冰这个实验里面,用温度低的水泼出去以后,会形成大颗粒的水滴。大颗粒的水滴冷却的慢,所以在落地之前不容易变成冰。

而且,在有空气阻力的情况下,水滴不能以自由落体的状态下落。水滴的直径越小,在空气中运动的时间越长,冷却越充分。

泼水成冰为什么用热水(泼水成冰用热水的原理)图10

外部环境的温度、水的温度、水滴直径的大小、水的粘性以及水滴在冷空气中运行的时间,这些综合因素影响了泼水成冰实验的具体效果。

所以,要在地面上达到泼水成冰的效果,要用接近100度的热水,而且环境温度要足够低。

如果我们站在很高的地方去做泼水成冰这个实验,对环境温度的要求,对水的温度的要求就会放宽很多。

原创文章,作者:小编,如若转载,请注明出处:http://www.ranqigaiguan.com/yhtg/5672.html

(0)
上一篇 2023年 1月 14日 上午10:55
下一篇 2023年 1月 14日 上午11:09

相关推荐

  • 如何鉴别未喝完的红酒是否变质了

    一般说来,一瓶葡萄酒如果打开后没有喝完,保存期在3—7天左右,此之后所有的味道都会不好,甚至变质难以下咽。 怎么去辨别呢?葡萄酒开瓶后,和氧气不断接触,酒处于快速的不断氧化的过程,…

    2023年 2月 17日
  • 工地小工做什么有前途(工地做小工)

    首先你要想在单纯在工地上做小工,你现在20岁,能看到你60岁的样子。我给你分析一下为什么这么说,因为小工一点技术含量没有,谁都能做,只要肯干,有力气都能干好。所以没有一点前途,劝君…

    用户投稿 2023年 8月 30日
  • 猪发瘟怎么办(猪发瘟)

    一、找兽医   兽医都有专业的技术知识,为不耽误病程,建议尽快请兽医进行确诊治疗。   二、根据症状确定疾病的原因   有了一定的养猪经验的养殖户,都应该知道一些猪的常见病,所以当…

    用户投稿 2023年 1月 16日
  • 香港最美丽的街道是哪一条街

    去香港自由行大家都会想到去迪士尼和海洋公园玩、去太平山顶看夜景、到海港城和铜锣湾时代广场购物、到旺角街头食咖喱鱼蛋和鸡蛋仔,但如果你想更深入认识香港文化,你应该去香港的大街上走走,…

    2023年 8月 11日
  • 你们有被父母嫌弃过的衣服吗(父母老是吐槽我的穿衣风格)

    我不是被父母吐槽,而是被88岁的奶奶吐槽衣品不行,! 主要是奶奶的品味比较清雅,虽然她一直深居老山里的农村,并且是个从小苦命的女子,但是这并没有影响她的审美。每每出现在我的朋友圈里…

    2023年 7月 21日
  • 为什么一听音乐就想跳来跳去

    其次,就是音乐本身带给你的东西,音乐有很多种风格,抒情的,悲伤的,欢快的,治愈的等等。 比如Beyong《无尽空虚》,能让你跳来跳去,一生总不可碰到,跳出升天的感觉,啦啦啦,啦啦,…

    2023年 5月 6日
  • 丸子怎么做(丸子怎么做好吃)

    家常糯米珍珠丸子,这么做最好吃,看视频一分钟学会,老少皆宜 珍珠丸子又名蓑衣丸子,是一道经典的湘菜,寓意团圆美好之意,糯米和猪肉的结合,是老少皆宜,营养丰富,口感软、糯、鲜香,烹饪…

    2023年 3月 22日
  • 农村猪肉的储存方式都有哪些呢,农村猪肉的储存方式有哪些

    猪肉的保存方式一般有以下几种保存方式。 第一种方式简单,方便,那就冷冻。这种方式是基于现代有冰箱的情况下。 在农村,在没有冰箱的年代,特别是夏天,怎么保管呢?那就是酸渣肉。 酸渣肉…

    用户投稿 2023年 3月 13日
  • 有哪些礼仪是必备的

    必看!“交际花”都是靠这些细节上位的!为什么大多数人还不知道! 我说的不是溜须拍马的交际花,而是让身边人都忍不住欣赏和喜欢的交际花~ 以下是我个人在人际交往中体会到的一些最重要也最…

    2023年 4月 17日
  • 上海食用盐加碘好还是不加碘好

    谢请,这个要视具体的情况来定,碘盐主要是供缺碘的地区居民食用,补充人体对碘的缺乏,对身体健康是有益处的。如果是高碘地区应选择不加碘的食用盐,因为高碘同低碘一样会引起甲状腺肿,这时食…

    用户投稿 2023年 7月 26日