什么是“过冷度”

生物钟是什么2023-05-02  13

所谓过冷度是指在一定压力下冷凝水的温度低于相应压力下饱和温度的差值。

或是指物质(如金属、合金、晶体)的理论结晶温度与实际温度的差值,△T=Tcyrstalize-Tcurrent

每一种物质都有自己的平衡结晶温度或者称为理论结晶温度,但是,在实际结晶过程中,实际结晶温度总是低于理论结晶温度的,这种现象称为过冷现象,两者的温度差值被称为过冷度。过冷度的大小与冷却速度密切相关,冷却速度越快,实际结晶温度就越低,过冷度就越大;反之冷却速度越慢,过冷度就越小,实际结晶温度就更接近理论结晶温度。

这是因为液体在当跌破临界温度(凝固点温度)时,缺乏有效的结晶核所导致的。即,纯相向另一种状态的相转化时,是及其困难的。

通常,当液体温度降至凝固点温度以下,液体就会凝固,也就是结晶,而液体结晶是基于液体分子从溶解状态向沉淀状态转化。当液体中开始结晶时,如果没有结晶核,刚刚形成的微小晶粒由于毛细现象作用,将会存在巨大的表面能(参照南大物化书,杨-拉普拉斯公式及毛细现象的推导),这会导致晶粒更倾向于溶解,从而造成结晶困难。而如果存在一些不溶物(通常这些不溶物的表面能不高)时,液体分子会直接凝结在不溶物表面,由于高表面能状态已经被不溶物取代,液体分子的凝结在过程是一个表面能下降过程,这是一个自发过程。因此,此时当液体温度低于凝结温度,就很容易结晶。

类似图

把反应物看作液体,产物看作固体,最高点就是过冷液体。

1、过冷现象是指结晶时,实际结晶温度低于理论结晶温度的现象。

2、在一定压力下,当液体的温度已低于该压力下液体的凝固点,而液体仍不凝固的现象,则叫液体的过冷现象。这是一种热力学上的不稳定状态,在通过外界摩擦等作用下会迅速凝固,并使温度回升,表现于过冷曲线上便是一个V字形。

物质从液体转变为晶体的过程叫做结晶。每一种物质都有一定的平衡结晶温度或者称为理论结晶温度。但实际上,液体温度达到理论结晶温度时并不能进行结晶,而必须在它温度以下的某一温度(称为实际开始结晶温度)才开始结晶。在实际结晶过程中,实际结晶温度总是低于理论结晶温度的,这种现象成为过冷现象,两者的温度差值被称为过冷度。过冷度的大小与冷却速度密切相关。冷却速度越快,实际结晶温度就越低过冷度就越大;反之冷却速度越慢,实际结晶温度就更接近理论结晶温度,过冷度就越小。金属结晶时实际结晶温度与低于平衡结晶温度之差称为过冷度。过冷度愈大,结晶速度愈快,冷却速度愈慢,则过冷度愈小。

在化学上,水有一种奇异现象,叫做过冷和过热将一杯纯洁的水在很小心地使它处于不受任何震动的情况下很快冷却,这时就会出现一个奇怪的现象:水的温度明明已下降到摄氏零度以下,可是却没有结冰,有人曾经成功地将水过冷到零下72度当然,过冷的水是极不稳定的,只要投入一颗冰的晶体、一粒砂于,有时甚至只要轻轻碰一下杯子,过冷的水会突然“醒悟”过来,一下于结成一大块冰水何以会产生过冷现象呢由科学实验知道,液态的水分子是乱七八糟到处乱串的,而冰块中的水分子,却是按照严格的“队形”排列着的当水将要结成冰队必需先有一些微小的冰晶做“核心”,水分子才容易围绕这些核心不断地排列起来,使“队伍”不断杜状大,形成冰块在普通水中,由于含有许多极其微小的浮悬物或者是冷却过程较慢,这时微小的冰晶很容易产生,因此结冰并不艰难可是极纯的水在很快冷却时,冰的晶核却不容易产生,因此虽然温度已冷至零度以下,这时的水分子却仍然象“乌合之众”一样,由于缺乏“核心”而始终排不成“队形”,就出现了奇妙的过冷现象如果在过冷的水中投入一小粒冰晶,就会象军队紧急集合形成“队形”那样,立即结成冰

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