冰钉才露尖尖角

作者: 窗敲雨

来源: 酷炫科学

发布日期: 2018-02-08 11:09:43

本文详细介绍了冰钉现象的形成过程及其形成的条件,指出在-7℃、水纯度高的条件下,冰钉最容易出现。此外,文章还提到了冰钉现象在无霜冰箱中更容易产生,并鼓励读者在家中进行实验。

这是一段发生在冰箱冰格中的现象,而有的时候,人们也会在水桶、冻结的水池中观察到它。当这些容器中的水冻结时,冰的表面本应是平坦的,但有时候却会有凸出表面的细长冰柱“生长”出来,这种现象就被称为“冰钉”(Ice spike)。

“冰钉”形成的过程可以这样理解:在制冰盒之类的容器中,水首先从外层开始冻结,而在冻结的同时,它的体积会膨胀。而在结冰的表面,可能某处正好有一个相对薄弱的小孔,那么随着冻结的冰膨胀,剩余还保持液态的水就会被从小孔处挤出来,并且在挤出的部位外侧冻结形成向上的管状。然后剩余的液态水继续被挤出冻结的过程,最终形成一条向上生长的“冰钉”。这些结构一般是细长、尖端朝上的,发生的位置和方向都比较随机。

但要想形成显著可见的冰钉也有很多限制条件。比如如果水中溶有较多杂质,冰钉就变得不容易形成。2003年的时候曾有一篇论文讨论过冰钉形成的条件,在冻了几千个冰块之后,他们得出的结论是:在大约-7℃、水纯度高的条件下,冰钉最容易出现。此外,比起静止的空气,那些通过空气循环来防止结霜的“无霜冰箱”也更容易产生冰钉现象。有兴趣的话,也可以用家里的冰箱试验一下,不过我还没试过,不太清楚具体成功率如何。

顺便说,这篇冰钉论文的作者之一是K. G. Libbrecht,也就是那位非常痴迷雪花研究的教授,这位对冰雪现象可以说是真爱了……

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