过冷水 【趣味物理】过冷水接触到冰立刻凝固！！！（是不是很神奇！！）

缩写定义

由于水中缺少凝结核，或者其他原因，水在0℃以下保持液态，称为过冷水。

详细定义

温度低于冰点但仍不凝固或结晶的液体称为过冷液体。过冷液体不稳定。加入少量这种物质的晶体，可以诱导结晶，使过冷液体的温度上升到冰点。这种在轻微扰动下会迅速变化的不稳定状态称为亚稳态。当饱和溶液以适当的方式缓慢冷却时，它可以变得过饱和，而不会沉淀溶质晶体。这种现象也叫过冷，这种溶液叫过冷溶液。过冷溶液也不稳定。

当温度低于冰点时，如果水中没有晶核，即使在0℃也不会冻结。如果这个时候放一点晶核进去，马上就会凝结。

过冷水形式

水在0℃以下不冻结和凝固的情况有三种:

1)水在流动

2)低压

3)水中的其他杂质

生成条件

过冷液体的原因是液体太纯，没有“晶核”凝固。当凝固所需的材料有了，比如投一点固体或者晃动液体，液体就可以快速凝固。

事实上，在一个大气压下，也有过冷水和过热水。有一种普遍的误解，认为水的状态是由温度和压力决定的。但那只是平衡状态！

水凝结和气化的不平衡状态可以持续很长时间。水凝固成冰的一个必要条件是必须有凝结核。它可以是微小的冰晶、水中的悬浮固体或容器壁。没有这些条件，液态水可以在冰点以下长时间不结冰。如果这时突然有凝结核侵入，冻结速度极快。如果在高空大气中存在这样的水滴，对飞机的安全性是一个严重的挑战。

气态水凝结成液态水时也需要凝结核。

水的沸腾也需要类似的条件，但不是凝结核，而是水中微小气泡中的空气体或者容器壁表面或者容器表面极其微小的裂纹。否则容易形成过热水。(在很多化学实验中，加热液体时会放入一些瓷片，起到凝结核的作用，防止液体沸腾。)

转换

当过冷水的条件不足时，会立即变成冰(例如天空中的飞机空通过有过冷水的云时，云中的过冷水会碰到飞机，有凝结核时会立即形成冰，飞机机身是凝结核，所以飞机容易坠毁)

海尔兄弟第33集，一个池塘在零下的温度下没有结冰，于是一个人往里面扔了一块石头，湖水结冰了。这是理论结果。其实过冷水在这种环境下是不可能存在的，空气体中有灰尘，水中有杂质，浮游生物等。，它们都可以作为凝结核。

其他液体或溶液的过冷

不仅水，其他液体或溶液也是过冷的。

温度低于冰点但仍不凝固或结晶的液体称为过冷液体。过冷液体不稳定。加入少量这种物质的晶体，可以诱导结晶，使过冷液体的温度上升到冰点。这种在轻微扰动下会迅速变化的不稳定状态称为亚稳态。

当饱和溶液以适当的方式缓慢冷却时，它可以变得过饱和，而不会沉淀溶质晶体。这种现象也叫过冷，这种溶液叫过冷溶液。过冷溶液也不稳定。

例子

云层中有许多水滴在温度低于0℃时不会冻结。这种水滴叫做过冷水滴。过冷的水滴是不稳定的，只要轻轻摇动，就会立刻冻结成冰粒。过冷水滴与霰粒子碰撞时，会立即冻结，称为碰撞冻结。结冰时，过冷水滴的外部立即冻结成冰壳，但过冷水滴内部暂时保持液态，由于外部结冰释放的潜热，其内部液态过冷水的温度高于外部冰壳的温度。温差使得冻结的过冷水滴外带正电荷，内带负电荷。当内部冻结时，云滴膨胀分裂，外层破皮成许多带正电荷的小碎冰，随气流飞向云的上部。带负电的冰冻滴核附着在较重的霰粒子上，使霰粒子带负电，停留在云的中下部。