化學示範實驗:可口可樂神奇凝冰—過冷(Supercooling)

 

 

瞬間結冰現象的原理是甚麼?

那些在冰箱內冷凍過的水,受一點搖盪,就會開始結冰,由一點迅速擴散至整瓶.為什麼會這樣呢?

原來在某些情況下,把蒸餾水放進冰格裡,把它冰凍三至四小時,水即使冷凍至低於冰點,都不會結成冰.因為冰的形成其實是一個結晶的過程,如果原本已有冰晶存在,那麼其他的水份子就可依附在其上,結晶成冰的過程就可以很容易進行。

可是如果那些水太潔淨,沒有塵埃和雜質,容器又非常之乾淨而平滑的話,冰晶就變成無處可依附而不能形成.於是即使溫度低於冰點,那些水仍會維持在液體狀態。

輕輕一拍那瓶超冷凍的水,就會使到水中有些地方的份子受壓,水份子之間的距離變得更小,而觸發其變成固體.當只要有一丁點的地方結冰,其他的水份子也會依附在其上結成冰間,於是瞬間整瓶超泠凍水都會變為冰了。

要達成要以下三個條件:

1. 一瓶很純潔,無沉澱物無雜質的水(最好是蒸餾水)

2. 平滑而內裡沒花痕的容器

3. 放在可以冷凍至攝氏零下幾度的冰箱一段時間.

其實水變成冰時,會放出潛熱(Latent heat)而使整瓶”水”暖化.不過由於瞬間結冰現象會快於冰之間熱的傳播,因此整瓶水受到震盪會先結冰,之後才受到放出的潛熱暖化.如果暖化令到整瓶冰的溫度高於冰點,這瓶冰則會再度溶解。


 

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