水的冰点可能高于0度吗?为什么

冬天的时候在户外发现了冰 , 往往意味着气温到了0摄氏度以下 , 因为水一般在0摄氏度左右开始结冰 。如果说的准确一些 , 应该是在一个标准大气压下纯净的水在0摄氏度时会由液态变为固态 。海水中因为混有一些盐 , 海水的凝固点要低于淡水 。小时候的冬天里我曾在一小瓶水中滴入一点墨水 , 发现水也变得不易结冰 。

水的冰点可能高于0度吗?为什么

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有时候出于一些原因 , 温度降低到水的凝固点以下水仍然没有结冰 , 这时候的水就是过冷水 。过冷水是很不稳定的 , 此时只要朝里面投入少许冰 , 或者猛地晃动一下容器 , 过冷水就会立即凝结成冰 。
水的冰点可能高于0度吗?为什么

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那么能不能做到让水的凝固点高于0摄氏度呢?完全可以 , 改变压强就是一种方法 。你可能知道木星这颗气态行星拥有厚厚的大气层 , 大气层中富含氢气 。在木星强大的大气层下大气层底部的氢会被压成液态氢 , 继续向下还能压成固态的金属氢 。这样的规律同样也可以放在水上 , 想让水的凝固点高于0摄氏度可以尝试加压 。
水的冰点可能高于0度吗?为什么

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对水进行加压可以发现当压强升高后水的凝固点会稍稍降低 。继续加压 , 当压强达到212.9兆帕(标准大气压为101.325千帕)时 , 水的凝固点才开始随压强的增大而升高 , 此时水的凝固点大约为-34.65摄氏度 。当压强达到632.4兆帕时 , 水的凝固点重新达到0摄氏度 , 此时需要的压强大约是标准大气压的6241倍 , 继续加压水的凝固点就高于了0摄氏度 。需要如此大的压强 , 难怪一般人没见过在0摄氏度以上结冰的水 。
水的冰点可能高于0度吗?为什么

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【水的冰点可能高于0度吗?为什么】水的凝固点和压强之间的关系可以通过水的相图分析出来 。如上图所示 , 纵坐标代表压强 , 横坐标代表温度 。坐标系中分成了三个区域 , 其中蓝色部分代表固态 , 橙色部分代表气态 , 绿色部分代表的是液态 。固液分界线上点的坐标就代表着与那个压强相对应的水的凝固点 。

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