24小时热门版块排行榜    

查看: 4348  |  回复: 9

hgjt800

金虫 (小有名气)

[求助] 为什么水在低于零度才开始结冰?

为什么水在低于零度才开始结冰?

如果从化学的角度,是不是就是水不纯,导致凝固点降低?
材料学就是需要一定过冷度,需要形核?

新手上路,哪位能系统的说一下?十分感谢!
回复此楼
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
回帖置顶 ( 共有2个 )

whd博士

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
hgjt800: 金币+5, ★★★很有帮助 2013-09-28 22:01:20
hgjt800: 回帖置顶 2013-09-28 22:01:54
对于一种物相转变为另一种物相,比如液固转变,或者气固转变,都需要形成初始晶核(这里只考虑固相为晶相),形成晶核的过程,在体系中需要克服一定的成核势垒,也就是需要一定的能量。当存在过冷度时候,成核位垒降低,晶核的临界尺寸减小,更容易形成新相。以纯水为例,实际上其开始结冰的温度往往低于零度,主要是由于存在一个介稳区,在这个区域中,形成的晶核不能稳定存在,或者说形成的晶核未能达到临界尺寸,这时候无法形成新相;当继续降低温度,出了介稳区,此时形成的晶核达到临界尺寸,可以稳定存在并生长,即开始明显结冰。建议看下陆佩文版《无机材料科学基础》(硅酸盐物理化学),虽然是从硅酸盐方面出发,但是对整个材料体系应该说都是通用的。有空也可以看看《物理化学》,也有一些解释。
3楼2013-09-28 21:43:39
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

hgjt800

金虫 (小有名气)

hgjt800: 回帖置顶 2013-09-28 22:02:12
引用回帖:
3楼: Originally posted by whd博士 at 2013-09-28 21:43:39
对于一种物相转变为另一种物相,比如液固转变,或者气固转变,都需要形成初始晶核(这里只考虑固相为晶相),形成晶核的过程,在体系中需要克服一定的成核势垒,也就是需要一定的能量。当存在过冷度时候,成核位垒降 ...

谢谢你的回复,我是学物理化学的,对材料也是刚接触。对于你说的形核过程的驱动力应该是吉布斯自由能的降低,更进一步的话就是过冷度,你的意思就是说在理论结晶温度的驱动力不足以结晶,必须要继续降低温度来增加驱动力?如果说这是热力学方面的,那你说的晶核是否是动力学上的?求解,谢谢!
4楼2013-09-28 22:01:09
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
普通回帖

王书海

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖


感谢参与,应助指数 +1
hgjt800: 金币+1, 有帮助 2013-09-29 21:31:24
你说的也对,但即使是纯水一不会结冰。有零度的谁也会有零度的冰,零度的水转化为零度的冰需要继续吸收能量,如过环境温度为零度,水的温度也会降低为零度,但是不会再有能量的传递,所以为水。
心随梦舞
2楼2013-09-28 21:34:36
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

吴刚3

铁杆木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖


感谢参与,应助指数 +1
hgjt800: 金币+1, 有帮助 2013-09-29 21:31:18
实际生活中,在标准压力下,零度的水转化为零度的冰,这个相变是准可逆过程。始态是水,所以终态也是水,(从动力学的角度来说,晶核形成速度较慢),因为其始态、终态的状态函数的变化量近似等于0。只有环境进一步对其做工,假如稳定在零下1度,水转化为冰过程,变成一个自发过程,且非可逆。零下1度,冰转化为水过程很难进行。
5楼2013-09-29 07:36:48
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

whd博士

木虫 (著名写手)

引用回帖:
4楼: Originally posted by hgjt800 at 2013-09-28 22:01:09
谢谢你的回复,我是学物理化学的,对材料也是刚接触。对于你说的形核过程的驱动力应该是吉布斯自由能的降低,更进一步的话就是过冷度,你的意思就是说在理论结晶温度的驱动力不足以结晶,必须要继续降低温度来增加 ...

其实本身热力学和动力学是紧密相关的,最好不要单独考虑。这里的过冷度,一方面体现了热力学方面的可进行性,即温度降低,水结冰这个过程是自发进行的;另一方面,过冷度的存在又使得该过程进行有一定的驱动力,并使结冰过程有一定的相变速率。晶核的产生实际上在整个过程都有,只是是否稳定存在才是关键,而且也是动力学的一个产物,因此单纯说其是动力学上,略显片面~~~~~~
6楼2013-09-29 08:37:44
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

sheva@7

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
类推天上的水蒸气形成雨就明白了,天上没有灰尘雨是很难下下来的。
7楼2013-09-29 08:56:54
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

chtaiqiang

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖


感谢参与,应助指数 +1
hgjt800: 金币+1, 有帮助 2013-09-29 21:31:08
反过来想一下,即是冰为什么在0度以上化成水。其最根本的原因在于,随着温度上升,水分子的具有足够的能量破坏冰的晶格,从而发生相变。反之,随着温度降低,分子的能最下降,为了形成稳定的低能量结构,从而相变成晶态的冰。
8楼2013-09-29 09:18:42
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

马踏冰河

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖


感谢参与,应助指数 +1
hgjt800: 金币+1, 有帮助 2013-09-29 21:31:02
纯水也要在低于零度结冰  本身就有过冷为其结冰提供动力
9楼2013-09-29 10:32:37
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

wl20098836

至尊木虫 (文坛精英)

【答案】应助回帖


感谢参与,应助指数 +1
hgjt800: 金币+1, 有帮助 2013-09-29 21:30:52
应该如whd博士所言,是热力学和动力学的问题,热力学说明的是趋势,而动力学说明的是反应速率的问题,就如同零度的水是力学条件,而过冷度则是水变成冰的动力学条件。
10楼2013-09-29 15:38:40
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
相关版块跳转 我要订阅楼主 hgjt800 的主题更新
最具人气热帖推荐 [查看全部] 作者 回/看 最后发表
[教师之家] 导师吐槽:我怎么摊上了这么个极品研究生! +6 苏东坡二世 2026-08-23 6/300 2026-08-27 13:57 by zhangjianl
[基金申请] 青基如何破局 +3 lyz123lyz 2026-08-27 4/200 2026-08-27 13:08 by kulium
[基金申请] 基金未中,这种答复是模板吗? +4 zhaosm1982 2026-08-27 5/250 2026-08-27 12:17 by zhaosm1982
[基金申请] 投票:  有多少人是今天查系统知道结果的? +15 爱看书的可乐 2026-08-26 17/850 2026-08-27 11:29 by xxniao123
[基金申请] 2026年的国家社科基金项目通讯评审的新规则与新动向、新挑战 +7 process2012 2026-08-23 10/500 2026-08-26 19:23 by hmhminy
[基金申请] 怎么查啊 +5 huang1991js 2026-08-26 5/250 2026-08-26 16:09 by Equinoxhua
[基金申请] 范进中举一文的中心思想 +9 炎黄贵胄 2026-08-22 10/500 2026-08-26 15:40 by semaglutide
[基金申请] 2026国自然函评费到账 +22 羊腰板 2026-08-21 25/1250 2026-08-26 15:00 by zuocuiping
[基金申请] 能否退出参与的面上项目解除限项 +23 koalala 2026-08-24 26/1300 2026-08-26 14:29 by 宝贝虫子
[基金申请] 出来了 +9 trojank 2026-08-26 9/450 2026-08-26 14:25 by 宝贝虫子
[基金申请] 为什么国自然不能直接公布 +4 bjdxyxy 2026-08-26 4/200 2026-08-26 13:12 by qingmu1201
[基金申请] 科研孤儿太难了 +21 我4大白菜 2026-08-20 22/1100 2026-08-26 11:29 by nlgza
[基金申请] 国合里面能看到了 +7 一怀馨秋 2026-08-26 7/350 2026-08-26 11:23 by zhaosm1982
[基金申请] 国际合作可查了,中了面上 +18 Ldrop2023 2026-08-26 18/900 2026-08-26 11:15 by cmrandy
[基金申请] 系统进不去 +4 yanglien 2026-08-26 5/250 2026-08-26 11:10 by wenfengw83
[基金申请] 项目信息和经费信息在系统里都可以看到了 +6 wittyboy 2026-08-26 14/700 2026-08-26 10:55 by wittyboy
[基金申请] 牛来!米来!面来! +8 beefly 2026-08-26 8/400 2026-08-26 08:37 by xuzhipiao
[基金申请] 没有任何消息-是不是就凉了 +9 图啦图啦 2026-08-24 10/500 2026-08-25 11:59 by 南海小哥
[教师之家] 跳槽后在研项目怎么办? +5 简单化xn 2026-08-22 10/500 2026-08-23 12:38 by 简单化xn
[基金申请] 时间戳又变了 +13 wuchongjun 2026-08-20 19/950 2026-08-21 17:21 by 紫杉醇
信息提示
请填处理意见