文·圖/魔力科學(xué)小實(shí)驗(yàn)
輕輕觸碰液體,液體突然像開花一樣迅速結(jié)成冰。更神奇的是,把它們滴入杯子里,竟能堆出一座雪白的冰山。如果不是親眼所見,你很難相信在正常室溫下,水竟然可以瞬間結(jié)冰!
這一切都是一種名叫醋酸鈉晶體的物質(zhì)的杰作。冷卻的醋酸鈉過飽和溶液,非?!罢{(diào)皮”(不穩(wěn)定),暫時(shí)處于亞穩(wěn)態(tài)。一旦受到某些刺激,如加入一些固體的晶體,此狀態(tài)就會(huì)失去平衡,過多的溶質(zhì)就會(huì)結(jié)晶,恢復(fù)成一個(gè)適合此時(shí)溫度的平衡狀態(tài)(飽和溶液狀態(tài)),仿佛結(jié)冰一樣。
在不借助制冰機(jī)、只有一瓶可樂的情況下,如何吃上美味的刨冰?請(qǐng)跟隨我做一個(gè)真正的點(diǎn)水成冰實(shí)驗(yàn)。
一瓶可樂、杯子。
1.輕輕搖晃未開封的可樂瓶。
2.將可樂放入冰箱的冷凍室。
3.等待三個(gè)半小時(shí),然后取出可樂瓶。
4.打開可樂瓶的瓶蓋,輕輕搖晃一下,然后把它放在桌子上,仔細(xì)觀察結(jié)冰情況。
(注:將可樂換成雪碧,結(jié)冰的過程可以看得更清楚。)
通過實(shí)驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn),先將搖晃后的可樂瓶放入冰箱,冷凍三個(gè)半小時(shí),將它取出,然后打開瓶蓋,輕輕搖晃一下,把它朝桌子上一放,可樂瓶里的可樂瞬間就會(huì)結(jié)冰。
之所以會(huì)出現(xiàn)這么神奇的秒結(jié)冰現(xiàn)象,是因?yàn)閾u晃可樂瓶可以讓瓶?jī)?nèi)的氣壓增大,使可樂的凝固點(diǎn)隨之降低,因此可以較長(zhǎng)時(shí)間地保持在冰點(diǎn)以下卻不結(jié)冰。但是,瓶蓋被打開后,瓶?jī)?nèi)的壓力會(huì)突然降低,此時(shí),只要輕輕搖晃一下可樂瓶,瓶?jī)?nèi)的可樂就會(huì)迅速結(jié)冰。
其實(shí),這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理和過冷水的原理類似。我們通常認(rèn)為,0℃以下,水就會(huì)結(jié)冰。其實(shí),不然。水結(jié)冰還需要一個(gè)必要條件——凝結(jié)核。
如果水過于純凈,缺少可以作為晶核的雜質(zhì),在0℃以下水依然可以保持液態(tài)。此種狀態(tài)下的水也叫過冷水。過冷水是不穩(wěn)定的,只要投入少許該物質(zhì)的晶體,便能引發(fā)結(jié)晶,并使過冷水的溫度回升到凝固點(diǎn)。