什么是“过冷水”?我们知道在标准大气压下,水在0摄氏度以下的低温就会凝固结冰。水结冰有一个前提条件,就是其内部必须有供冰晶生长的“凝结核”。如果水太纯净,不存在凝结核,那么就可能在低于0摄氏度时不结冰。
做这个实验,你需要一台高性能的冰箱,和几瓶纯净水。
把纯净水放进冰箱的冷冻室,在—24度的条件下冷冻2小时45分钟,这时水的温度已经低于零度(冰点),但不会结冰,你就得到了过冷水。(如果你想自己在家进行这个实验,冰箱的温度和冷冻时间就要靠你自己反复摸索了)
然后轻轻地把过冷水从冰箱取出来。
用指关节对着瓶子轻轻敲击一下,你会看到瓶子中的水迅速结冰了!眼看着一瓶透明的水几乎瞬间变成了半透明的冰,几乎象魔法一样!
因为所谓纯净水也不可能是完全纯净的,只是它内部的凝结核非常少,并不是说它始终不会结冰。如果进一步降低温度,它也会结冰,如果外界给它一个扰动,例如敲击,它也会结冰,所以从冰箱取出水瓶的时候,要非常小心。
在碗里放一些冰块,慢慢把过冷水倒在上面,你就可以得到快速生长的冰笋,如果你有艺术细胞的话,可以做出形态各异的雕塑来。
你也可以非常小心地先把过冷水倒入一个干净的碗中,放入一块冰块,让冰块冻结在碗的表面。
在一个装满过冷水的干净杯子里,投入一小块冰块,看着杯中水以冰块为中心迅速凝固,非常神奇。
其实过冷水结出的冰质地非常酥松,因为它的温度并不是很低。加上各种调味料,做一碗沙冰也是消暑纳凉的佳品。
人类很早就掌握了过冷水的科学知识,我记得看过凡尔纳的一部科幻小说,名字记不清了,大致内容是地球分裂出了一块,一些人生活在分出来的这块陆地上,他们看到一个巨大的湖泊,全部是过冷水,有人向里面投了一颗小石子,于是整个湖泊都瞬间结冰了。多么宏大的场面!
关于瞬间结冰的把戏,“我爱制作网”以前介绍过两种。
一种是醋酸钠饱和晶体,俗称热冰,有兴趣的请看这里家庭小实验自制“热冰”,还有这里瞬间凝结的“热冰”。
一个把戏跟这个帖子里的很像,不过用的不是纯净水,而是可乐。用可乐玩法要简单一些,只要把可乐冷冻到接近冰点就可以了,把凉的可乐倒出来,里面的二氧化碳气体逸出,让可乐进一步降温,就变成可乐沙冰了。这种玩法对冷冻时间和温度要求不高,请看这里让可乐瞬间结冰