正在沸腾的“开水”，居然结冰了

来源:科迪实验室

在适当的条件下，水可以煮到凝固。

是的，正如科迪实验室出土的视频显示的那样，在沸腾几分钟后，水开始形成固态冰晶，而这些冰晶实际上仍然是冷的。这太疯狂了，不是吗？

这是怎么回事？

首先，让我们看看目前的情况，因为在正常情况下，冰冻的东西不能很快沸腾，所以先把水壶放在一边。

正如视频所解释的那样，你需要一个压力室，用真空泵把你需要把水烧成冰的地方的空气抽走。然后放一个装有60毫升室温自来水的烧杯。

在压力室中，将一个较大的杯子放在烧杯的外部，在其中放置由硫酸镁制成的盐，并且杯体涂有硫酸钙。

这两种物质不是用来帮助水的沸腾和冻结过程，而是用来吸收压力室中的水蒸气，以免因水蒸气积聚而损坏压力室。

然后一些方解石固体作为“沸腾的薄饼”加入水中。它们不会影响任何温度，但可以帮助水更平稳地沸腾。

好了，现在一切都准备好了。

在压力室内，水不是通过提高温度而是通过降低压力来煮沸的。

正如科迪解释的那样，液体的沸点取决于温度和压力。液体温度越高，蒸气压越高。

在10℃(水的正常沸点)时，蒸汽压力为1标准大气压，或0.101325兆帕(兆帕)。这时，水将开始蒸发，状态将从液态变为气态。

但是在室温下，水的蒸汽压要低得多，所以它是稳定的，不会沸腾。

利用这些原理，你可以将室温的水放入压力室，然后开始去除空气(这样压力就会降低)。几分钟后，沸腾的温度将下降到水温以下，水将在不加热的情况下沸腾。

科迪说:“理论上，如果我继续降低压力，水应该继续沸腾，但事实上它会失去热量。因为水分子会来回反弹，最热或最有动力的分子会像气体一样离开，烧杯中剩余的水分子会变得更冷。”

你可以在视频中看到，当水沸腾时，它的温度会降到冰点。

正如加州哈佛西湖高中物理系所解释的，当你通过减压来烧开水时，液态分子将能量转化为气体。

他们解释道:“显然，气态分子比不能克服弱分子间作用力的分子有更多的动能。”

“所以，随着沸腾过程的进行，液体会不断失去热量。真空泵的继续运行将防止气体分子的压力重新冷凝，从而允许沸腾继续进行。最终，液体的温度会下降到足以结冰的程度。”

物理学简直太棒了。

蝌蚪工作人员从sciencealert编译，翻译狗Gege，转载必须授权。