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hgjt800金蟲 (小有名氣)
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[求助]
為什么水在低于零度才開始結(jié)冰？
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為什么水在低于零度才開始結(jié)冰？ 如果從化學(xué)的角度，是不是就是水不純，導(dǎo)致凝固點(diǎn)降低？ 材料學(xué)就是需要一定過冷度，需要形核？ 新手上路，哪位能系統(tǒng)的說一下？十分感謝！ |
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【答案】應(yīng)助回帖
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hgjt800: 回帖置頂 2013-09-28 22:01:54
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hgjt800: 回帖置頂 2013-09-28 22:01:54
| 對于一種物相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N物相，比如液固轉(zhuǎn)變，或者氣固轉(zhuǎn)變，都需要形成初始晶核（這里只考慮固相為晶相），形成晶核的過程，在體系中需要克服一定的成核勢壘，也就是需要一定的能量。當(dāng)存在過冷度時候，成核位壘降低，晶核的臨界尺寸減小，更容易形成新相。以純水為例，實(shí)際上其開始結(jié)冰的溫度往往低于零度，主要是由于存在一個介穩(wěn)區(qū)，在這個區(qū)域中，形成的晶核不能穩(wěn)定存在，或者說形成的晶核未能達(dá)到臨界尺寸，這時候無法形成新相；當(dāng)繼續(xù)降低溫度，出了介穩(wěn)區(qū)，此時形成的晶核達(dá)到臨界尺寸，可以穩(wěn)定存在并生長，即開始明顯結(jié)冰。建議看下陸佩文版《無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》（硅酸鹽物理化學(xué)），雖然是從硅酸鹽方面出發(fā)，但是對整個材料體系應(yīng)該說都是通用的。有空也可以看看《物理化學(xué)》，也有一些解釋。 |
3樓2013-09-28 21:43:39
hgjt800
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4樓2013-09-28 22:01:09
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2樓2013-09-28 21:34:36
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【答案】應(yīng)助回帖
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| 實(shí)際生活中，在標(biāo)準(zhǔn)壓力下，零度的水轉(zhuǎn)化為零度的冰，這個相變是準(zhǔn)可逆過程。始態(tài)是水，所以終態(tài)也是水，（從動力學(xué)的角度來說，晶核形成速度較慢），因?yàn)槠涫紤B(tài)、終態(tài)的狀態(tài)函數(shù)的變化量近似等于0。只有環(huán)境進(jìn)一步對其做工，假如穩(wěn)定在零下1度，水轉(zhuǎn)化為冰過程，變成一個自發(fā)過程，且非可逆。零下1度，冰轉(zhuǎn)化為水過程很難進(jìn)行。 |
5樓2013-09-29 07:36:48
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9樓2013-09-29 10:32:37
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10樓2013-09-29 15:38:40
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