水结冰的过程中温度是怎样变化的

Question

如题所述

Answer 1

水结冰的过程中温度是怎样变化的：温度逐渐降低，接近零度时，开始出现冰，零度一下一段时间全部变为零。

一、水结冰

水结冰的过程叫“凝固”。凝固是指在温度降低时，物质由液态变为固态的过程，物质凝固时的温度称为凝固点。已知的液体几乎都可以在低温时凝固成为固体。许多液体在凝固时会结晶，形成晶体的固体。结晶的过程是一阶的热力学相变化，在液态固态共存的期间，系统的平衡温度不变，等于凝固点。

结晶主要包括二个现象：成核和晶体生长。成核是指分子开始聚集形成晶核，在奈米尺度以已定义的周期形式排列，其排列方式决定了晶体结构。晶体生长就是晶体持续的变大，最后到达晶核的临界大小。

二、水为什么会结冰

水结冰是因为水的分子在低温下减缓运动，使分子之间的吸引力增强，从而使水分子逐渐排列成规则的晶体结构。在水的冰点以下，水分子的热运动变得缓慢，使它们逐渐凝聚成固体冰的形态。当水温度降到0摄氏度以下，水分子之间的吸引力变得更强，导致水分子排列成规则的晶体结构，形成冰。

三、水结冰是放热

水结冰为放热，反之冰融化为吸热，这也符合我们常说的“下雪不冷化雪冷”。对于其他的三相之间的变化：固体变液体，液体变气体都是吸热；气体变液体，液体变固体都是放热。例如我们常说的“100摄氏度水蒸气烫伤比100摄氏度水烫伤更严重”，就是应为水蒸气液化成水滴时会进一步放出热量。

这个的解释可以用到大学里熵的问题，简单的说就是物质由无序变为有序是放热过程，由有序到无序是吸热过程。固体到液体到气体是有序到无序，气体到液体到固体是无序到有序。