洞穴结冰温度多少度
A. 在多少的温度下才可以结冰
标准大气压下,温度低于0℃,水才会结冰;任何压力下,水温低于冰点温度就可以结冰。 海水结冰的温度 通常所说的海冰,往往是指海洋中出现的各种类型的冰的总和。一部分海冰是由海水冻结形成的,是咸的;江河冬季封冻,春季到来,破裂的淡水冰凌流入海洋后,也成为了海冰;极地大陆冰川或陆架冰滑入海洋,断裂成巨大的冰块,随着海水流动,这也是海冰,这种海冰有个威严的名字,叫冰山。然而,确切地说,只有海水冻结而成的咸水冰,才是真正的海冰。 海水结冰和淡水结冰的条件不一样。住在海边的人都有这样的体会,每当初冬冷空气来临时,陆地浅水池塘很快冻结成一层薄冰;深冬时节,江河封冻,而海面却照样波涛汹涌,海浪起伏。只有在寒潮频频爆发,空气较长时间处于低温的情况下,海水才会出现结冰现象。 海水结冰需要三个条件:①气温比水温低,水中的热量大量散失;②相对于水开始结冰时的温度(冰点),已有少量的过冷却现象;③水中有悬浮微粒、雪花等杂质凝结核。淡水在4℃左右密度最大,水温降到0℃以下即可结冰。海水中含有较多的盐分,由于盐度比较高,结冰时所需的温度比淡水低,密度最大时的水温也低于4℃。随着盐度的增加,海水的冰点和密度最大时的温度也逐渐降低。 海冰初生时,呈针状或薄片状冰晶;继而形成糊状或海绵状;进一步冻结后,成为漂浮于海面的冰皮或冰饼,也叫莲叶冰;海面布满这种冰后,便向厚度方向延伸,形成覆盖海面的灰冰和白冰。 海冰是淡水冰晶、“卤水”和含有盐分的气泡混合体。按发展阶段,可分为初生冰、尼罗冰、饼冰、初期冰、一年冰和老年冰6大类;按运动状态可分为固定冰和流冰两大类。固定冰与海岸、海底或岛屿冻结在一起,能随海面升降,从海面向外可延伸数米或数百千米。流冰漂浮在海面,随着海面风向和海流向各处移动。
B. 三伏天外面酷热洞内却结冰的太行山景观,有多神奇
太行山神奇景观:暑伏天外面酷热洞内却结冰,游客:怕冻着穿棉袄
太行山深处,隐藏着一个这样的神秘洞穴,暑气清历逼人的夏天,气温越高,洞穴里温度越低,一滴水可以瞬间结冰。
但是到农历八月左右,室外温度慢慢变低,洞穴里冰块逐渐消融,到严冬时,此处竟然热气蒸腾,泉水温和,春意盎然。
在这处洞穴周围,像上天错排了时令,竟是一个“反季节”。
这个神奇洞穴位于海拔1500米处,叫被称为太行山三大奇观之一——冰冰背。
众所周知,太行山是我国第二阶梯和第三阶梯的分界,也处在一个大的地震带上。
也就是说,太行山地下有强大的挤压力,地壳深处的气体受挤压上升。而冰冰背处在大断裂上,形成良好的导气系统。加上其他一些地理因素,使整个冰冰背形成一个天然的大冰箱。
夏季天气炎热,地表气压低,地底冷气上升速度和强度大,故而天气越热,洞内越冷。而冬天却相反。
大自然的奇妙,很多时候不是我们现有科学所能理解的。但这奇异的景观却为大千世界带来的惊喜。
C. 神龙架盛夏结冰川的洞穴是怎样的
一般岩洞内都是冬暖夏凉,但这也仅是相对暖和而言,凉倒也罢了,可是隆冬热唯粗则风扑面来,犹如置身于暖气房;盛夏冰川林立,好像钻进了广寒指棚宫,这样的现象就很奇怪了。神农架就有这凳搏样一个奇洞,名叫“冰洞”。冰洞山高耸在宋洛河西侧,主峰海拔2400多米,顶部呈棱台状,正中内陷,形成一个倒扣的漏斗形天坑。天坑约10米深,7米宽,20米长,原来曾盛着半池清水,大概是周围林木被砍伐殆尽的原因,水位渐跌,以至于到今天完全枯竭了。冰洞口便显露在石体上,仅有一人多高,宽也不过4米左右。在洞口处站不到I分钟,就能强烈地感到这里气候与外界截然不同。冰洞的主洞道不长,支岔却很多,门洞稍微宽展些,越向前越狭窄,可容游人通行者不足100O米。洞内有一条暗河,基本沿主洞道而流,水量不大,却可闻潺潺之声。究竟洞深几许,尚属未解之谜。冰洞内的景象因时而异:春来珠光宝气,夏至冰塔林立,秋季碧水轻流,冬时暖气融融。结冰一般在七八月开始溶化,有人做过测试,化冰时洞口温度为21℃,山麓温度为30℃。三伏盛夏,进入冰洞,犹如登上了嫦娥蟾宫。先前还是汗流浃背,马上就有了彻骨寒意,得赶紧加穿衣服,适应了才能慢慢观赏。只见头上悬着各式各样的冰。
一般岩洞内都是冬暖夏凉,但这也仅是相对暖和而言,凉倒也罢了,可是隆冬热风扑面来,犹如置身于暖气房;盛夏冰川林立,好像钻进了广寒宫,这样的现象就很奇怪了。神农架就有这样一个奇洞,名叫“冰洞”。冰洞山高耸在宋洛河西侧,主峰海拔2400多米,顶部呈棱台状,正中内陷,形成一个倒扣的漏斗形天坑。天坑约10米深,7米宽,20米长,原来曾盛着半池清水,大概是周围林木被砍伐殆尽的原因,水位渐跌,以至于到今天完全枯竭了。冰洞口便显露在石体上,仅有一人多高,宽也不过4米左右。在洞口处站不到1分钟,就能强烈地感到这里气候与外界截然不同。冰洞的主洞道不长,支岔却很多,门洞稍微宽展些,越向前越狭窄,可容游人通行者不足1000米。
D. 世界上有几个万年冰洞
3个宁武万年冰洞
山西宁武万年冰洞
芦芽山 万年冰洞
万年冰洞在山西宁武县城西50公里处的春景畦乡境内,处旅游专线旁,海拔2300米。经中科院地质研究所洞穴专家现场考察认定:此洞形成于新生代第四纪冰川期,距今约三百万年,故名万年冰洞。专家们称,该冰洞位列全国一万多个洞穴中仅有的九个冰洞之首。洞内制冷机制最强、冰储量最多,现开发近百米。已开发部分分三层,有冰帘、冰钟、冰花、冰人、冰菩萨等,不一而足。洞内壁上皆冰,堪称一个冰的世界。
距冰洞不远处,还有一处“火山”,做了邻居的“火山”与冰洞形成了一大自然奇观。有的资料介绍,“火山”距冰洞仅有二百米之遥,本人向当地工作人员了解后,两者尚有一定距离,需要翻越一个小山丘,而且没有公路可通。该“火山”并非科学意义上的“火山”,而是埋藏于地下的煤层因多种原因造成的历时千年的自燃现象,在山西境内并不算罕见。在东寨镇前往天池的三岔路口的对面山上,即可看到这种自燃现象,遥见轻烟缭缭。
山西省宁武县,千百年来流传着一个传说:在当地一座深山中,有一个挂满冰锥的冰洞。让人费解的是:在四季分明的山西省宁武县,为什么会存在这么一个千万年不化且冬暖夏凉的神奇洞穴?如果冰洞真的存在,洞里又会是一番什么样的天地?
山西宁武冰洞中的情形让所有的人大开眼界,没想到世界上真有这样一个晶莹剔透的冰的世界。其实,只有一年三百六十五天都是结冰的洞穴才能够被称之为是冰洞,那么,在世界上也只有像西伯利亚和南北极等地,少数纬度高而且是异常寒冷的地方才发现过冰洞,而且是数量少规模小。所以大家百思不得其解的是,这个冰洞所处的位置既不是异常寒冷的南北极,也不是终年积雪的雪山,而是在四季都很分明的山西省宁武县,就形成了这样一个常年不化的冰洞。那这个冰洞到底是如何形成的呢?
———神奇冰洞———
一年四季,洞中永远保持在零度左右,洞里洞尘数外完全是两个不同的世界。
闫鹏,毕业后就来到宁武县旅游局工作,在他无意中听了这个传说后,从小喜欢探险的他决定趁工作之余,寻找这个传说中的神奇洞穴。随着日子一天天过去,闫鹏爬遍了附近的许多山头,依旧没有任何的头绪。然而,正当他心灰意冷准备放弃的时候,一个意外出现了:一天,他和同伴来到了当地的管涔山中,当他们爬上一个山头后,他们惊奇的发现:在山的阴面有一个洞口模样的地方,而接下来的事情让所有人都始料不及。
闫鹏告诉记者:“走到洞口附近感觉凉飕飕的,感觉这个地方风比较大,而且背阴的崖壁上竟挂满了冰花,一切都与周围的环境大相径庭,一个一米见方深不见底的洞口更是冒出一丝丝的寒气。”这难道就是传说中的那个神奇冰洞吗?
一年多的渴望,让闫鹏忘记了恐惧和危险,他决心对这个洞一探究竟。闫鹏说,他们顺着洞口下去,冰洞下边黑咕隆咚,脚底滑得根本没有登的地方,反正是靠上边绳子拽着,多少有点能附着在冰壁上。后来到了一个稍微开阔的地方,站稳脚后,拿着火把向四周一看,眼前豁然开朗。所有人都惊呆了,他们仿佛置身于一座晶莹的宫殿,四处都是冰的世界:冰柱、冰锥、冰瀑、冰笋、冰花,没有一个人想到,小小的洞口背后,竟然是李兄坦这样一个美妙的世界。
闫鹏完全被吸引住了,直到他的脚感觉被冻僵了,他才发现不知不觉已经进洞两个多小时了,温度计清楚地显示,洞中的温度为零度左右,这与初夏时节的洞外,整整相差了20多度。在接下去的日子里,闫鹏分别在不同的季节下过冰洞,他发现洞中似乎永远保持在零度左右,洞里洞外完全是两个不同的世界。
闫鹏说,七八月份,洞外都是鲜花烂漫、绿树成阴,而洞内却是坚冰不化,;冬天,洞外边比较冷,几乎达到零下30多摄氏度,穿着大衣,到了洞内,由于没有风,反倒比洞外暖和了许多,有一种冬暖夏凉的感觉。
宁武县有个暑天冰洞的消息一经传开就引起了不小的轰动,许多人纷纷猜测这种神奇现象的真正成因。
———种种猜测———
猜测一:哪桐冰洞的形成是特殊地质结构所致?
为此,中科院地质研究所的陈诗才也专门从北京赶到宁武进行考察。然而当第一次进入冰洞后,即使见多识广的他也连连称奇。
陈诗才告诉记者,他看完后,感觉非常惊奇,洞内冰的类型起码有上十种,比如冰柱、冰石笋、冰的钟乳石、冰的涡管、冰花、冰葡萄、还有冰的结晶片等。他发现,尽管冰的厚度不一,但是所有的冰都是附着在石灰岩上的,整个冰洞高达100多米。
陈诗才说,这个冰洞的规模,绝对不会是人造的,虽然冰洞的传说已经有几百年的历史了,但是从现场可以推测,这个冰洞形成的时间已经远远超过了几百年,距现在差不多有100多万年了。这个天然的洞穴是100多万年前由水冲刷形成的,可为什么这个并不符合结冰条件的洞里现在却结满了冰?这么大数量的冰又是什么时候形成的呢?
这时候,闫鹏忽然想到了什么。他说:“以我自己的理解,这个地方有火山,也有水,可能是本身的地质结构发生了改变,才形成了结冰的环境。”但陈诗才却认为这种说法并不科学。他认为,火山的发生缘于山西一带,有煤的自燃现象。因为煤挖出来后,一些煤矸石里,含有磷、硫这类东西,一见阳光,就氧化自燃了。
猜测二:冰洞的形成得益于洞的形状?
陈诗才经过走访后认为,尽管宁武县的地理位置和气候条件并不适合冰洞的形成,但还是有不少的外部因素能够减少冰的融化。由于管涔山的海拔达到了2000多米,而洞口所处的位置在山的阴面,这对冰的常年不化都起到了一定的保护作用,而整个洞的形状,也对洞内温度的保持起到了很好的作用。他认为,洞是一个正口袋形,这样在夏天,洞外温度热,洞底的温度凉,它不交换。如果洞形倒过来,在夏天,洞外温度热、比重低,洞内温度凉、比重高,热量需要交换,这样就损害了冰的保存量。
猜测三:冰洞的形成缘于冰川学说?
正是因为洞的形状并不利于洞里洞外空气的交换,因此尽可能减少了冰的损害。但是,即使有了这些外在的保护因素,可是这么大数量的冰究竟是如何形成的呢?显然,这是一个非常漫长的过程。这时候有人提出了冰川学说。
科学研究表明,地球自诞生以来,气候一直在变化当中。早在几亿年前,地球就出现过大规模的冰川运动,而且只有冰川运动才会拥有如此猛烈的能量,才能形成许多地质奇观,所以有人认为,正是因为冰川运动,使大量的冰涌进了一个冲刷成形的洞中,也就形成了今天非常神奇的冰洞。
按照这种推测,宁武县暑天冰洞的成因就可以解释了。但是,尽管常人看来洞中的冰都是一样的,可经过专门的取测后人们发现,冰的年龄却是各不相同。
陈诗才说,冰也分层,也有个核心层,核心部分的冰,从结冰的情况和它所含的一些沉积物来看,这部分冰比较老。外面的、靠近洞口或者靠近主流水道的这些冰比较新。而根据闫鹏这两年的观察,山上雨水多的时候,雨水常常会流进洞中并且融蚀掉不少冰,但是经过一段时间,在原来冰融化的地方,又都自动地恢复了原貌,也就是说,这个神奇的冰洞具有非常奇特的再生功能,一旦冰量减少,它还会进行自我修复。因此,陈诗才认为冰川学说似乎也存在漏洞。因为冰川学说的解释是冰融了就融了,永远空了,化一点就没一点,它不会自己再生。
猜测四:冰洞的形成是地热负异常说作怪?
其实不仅是山西省宁武县的这个冰洞成因存在着很大的争议,就是在整个地质界都存在着很大的分歧。如果是冰川运动时,大量的冰涌进冰洞,但是随着时间的推移,这些冰早就应该化了。最关键的是,这个地方根本就没有一年四季都结冰的气候条件。
最近有一些人就提出了一个比较被认可的说法:叫做地热负异常说。地热正异常说指的是越向地心走,温度越高,地心的温度大概是6000多度,和太阳表面的温度差不多,也就是越往下走温度越高,这是合乎常理的。而地热负异常说恰恰相反:它说越往下走,温度越低,低得能够制冷,能够制造出大容量的冰来。
对此,陈诗才认为,这就好比空调或冰箱,它都有一个制冷的机制,它是通过机电来制冷。而冰洞的制冷机制,从目前来推测,还是岩石下的某种机制,形成了制冷的机制,从而达到制冰的效果。那么可以猜测,正是因为山本身的最深处很可能存在我们目前仍未探明的制冷机制,它不仅能保持洞中的温度,并且仍在日复一日地结冰,再加上相对较高的地理位置,以及洞口位置的巧合,因此,形成了这么一个神奇的冰洞。
E. 结冰的温度是多少度 什么温度会结冰
1、在标准大气压下,水结冰的温度是0℃,水在零摄氏度以下由液态凝聚为固体状态,称其为结冰。
2、温度高时水分子动能大而无法牢固产生氢键,分子间以尽可能小的进行杂乱无章的排列。温度降低后(低于4度),越来越少的分子动能不足以打破产生的氢键,而氢键有一定键长,所以4度以后固定的氢键越来越多。当0度时所有的分子都被固定在一定区域内,氢键使分子彼此保持一段距离,即为结冰。水结冰体积增加1/10,所以相同质量的水和冰的体积比为10:11。
F. 为什么溶洞冬暖夏凉
溶洞是地下水沿可溶岩层层面节理或裂隙进行溶蚀,不断扩大而成的岩石空洞。洞内常见有钟乳石、石笋和其他各种碳酸钙淀积地貌。我国东西部群山林立,溶洞资源丰富,其中神农架林区的“冰洞”比较着名。
一般岩洞内都是冬暖夏凉,但也仅只是相对而言的暖和凉罢了,谁见过隆冬热风扑面来,犹如置身于暖气房,盛夏冰川迎面立,好像钻进了广寒宫?神农架地区就有这样一个奇洞,名叫“冰洞”。
冰洞山高耸在宋洛河西侧,主峰海拔2400.5米,顶部呈棱台状,正中内陷,形成一个倒扣的漏斗形天坑。天坑约10米深,7米宽,20米长,原来曾盛着半池清水,大概是周围林木被伐殆尽的原因吧,水位渐跌,以致于完全枯竭了。冰洞口便显露在石体上,仅有一人多高,宽也不过4米左右。在洞口处站不上一分钟就能强烈感到这儿气候与外界截然不同。
冰洞的主洞道不长,支岔却很多,门洞稍微宽展些,越向前越窄狭,可容游人通行者不足千米。洞内有暗河一条,基本沿主洞道而流,水量不大,却可闻潺潺之声。洞深几许,尚属未解之谜。
冰洞内的景象因时而异:春来珠光宝气,夏至冰塔林立,秋季碧水轻流,冬时暖气融融。结冰时间一般在7月,8月开始溶化,有人做过测试,化冰时洞口温度为2l℃,山麓温度为30℃。
三伏盛夏,进入冰洞,俨如登上了嫦娥蟾宫。刚才还是汗流浃背,现时竟有了彻骨寒意,得赶紧加穿衣服,适应气候了才能慢慢观赏。只见头上悬着各式各样的冰灯,脚下踩着滚瓜溜圆的冰球,四壁耸立着奇形怪状的冰柱,深处飘逸着时隐时现的冰流。那些冰灯,无不灵巧辉煌;那些冰球,无不通体透明,漫地滚动;那些冰柱,无不攀龙附凤,熠熠生辉;那些冰流,无不自天而降,气势逼人。
在冰洞里,一切似乎全是白银打就,这儿的所有景观似乎都是翡翠装点,满目是玉树琼花,遍地皆锦鳞秀甲。那些银器,工艺精巧,无与伦比;那些翡翠,色泽纯正,沁人心脾;那些玉树,参差挺拔,交相辉映;那些锦鳞,生动活泼,奔腾逶迤。
对冰洞的由来,民间流传着一段动人的故事。说炎帝神农氏教百姓们学会了狩猎,学会了农耕,生产力迅速提高,收获的食物渐渐有了剩余。但又出了新的难题,就是怎样才能保证食物冬天不冻、夏天不腐?百姓们又求助神农老祖,希望能有一座冬暖夏凉的库房。老祖是南方之帝,只能主管夏,不过与主管冬的北方黑帝交情甚厚,于是便找黑帝商量,终于想出了一个妙法,就是选定一处岩洞,私下命臣属交换了在洞中值班的时间。从此,冰洞夏季归黑帝掌管,冬季归炎帝掌管,因而与外界就截然相反了。
当然,传说故事不足为信,以科学的观点来分析,冰洞的奇特现象极可能与洞体结构和所处的环境有关。冰洞山高达2000多米,冰洞深藏在天坑底部,洞体全是坚实的岩石,洞道又呈正东西走向。石体具有吸热快、散热也快的特点。冬季,地心温度高于地表,寒风有天坑遮挡�难以吹进洞内,来自地底的暖气流同外界的冷气流在洞口处相遇,于是便形成了水珠。夏季情况相反,外界的暖气流从天坑底部涌入洞内,遇上了来自地心的冷空气,温度骤降,就可能结水成冰。
G. 万年冰洞奇观
形激族成于新生代第四纪冰川期,距今已有300万年的历史。此洞系全国最大的冰洞,也是世界上迄今为止在永久冻土带以外发现的罕见的大冰洞,位列全国一万多个洞穴中仅有的9个冰洞之首。洞内制冷机制最强、冰储量最多,现开发近百米。
冰洞分成上下5层,钻冰洞、下冰梯、过冰栈,可到各层观光;每层有冰廊,可容数十人;洞最宽处直径有20多米,最窄处十几米。洞内的地面、洞顶、洞壁上处处是冰。洞内一年四季冰柱不化,愈往深处冰愈厚,寒气逼人,冰笋玉立。由冰形成的冰柱、冰帘、冰瀑、冰笋、冰花、冰钟、冰佛、冰床、冰挂、冰兽、冰人,千奇百怪,如同一个奇幻的水晶世界。
忻州地质风貌
忻州地质风貌
忻州地质风貌
冰洞结冰晶体与溶洞次生沉积物的形态比较分析
万年冰洞的结冰晶体形态,与一般溶洞中的次生沉积物形态基本相猜伏似。一般溶洞内有石钟乳、石笋、石柱、石花、石葡萄、鹅卵石、壁流石等,而冰洞内也同样有各种形态的结冰晶体。由于成分小同,因而把“石”字改为“冰”字,即冰钟乳、冰笋、冰柱、冰花、冰葡萄、鹅卵冰、壁流冰等。但两者的形态、形成速度、变化速度都有较大差别。溶洞中的次生沉积物的形成相对更为缓慢,一根石钟乳的形成可能要千年、万年甚至更长时间:而一根冰钟乳的形成时间,慢者可能儿年,快者可能几个月甚至儿天就形成,这要看补给水的量和速度。中国地质科学院地质力学研究所曾从冰洞中采冰心样进行测验分析,结果是这些冰心水的年龄只有儿年(可能是3~4年)。这个分析结果验证了上述推论,也就是冰钟乳等的冰晶体,其形成时间是很快的,儿个月或儿明兆弊年时间就形成了。
冰洞的结冰主要是在冬季进行,而夏季处于融化状态。因为冰洞温度 一直保持在零度以下,冰的融化主要是洞口 外带进来的热气,所以融化的速度是缓慢的。在冰柱、冰钟乳、冰
忻州地质风貌
忻州地质风貌
万年冰洞的节理构造
冰洞洞窟的形成,与垂直节理的构造破坏是分不开的。冰洞规模较大,洞体基本呈垂直桶状,直径15~20米,现已控制垂直深度约100米。
冰洞的岩层是中奥陶统上马家沟组第二段,岩性为灰岩、泥质灰岩及白云质灰岩,这些富含氧化钙、氧化镁的岩石,均属可溶性岩石。其次,两组垂直节理非常发育,且规模较大,上下贯穿整个奥陶系灰岩。在洞口每隔10~40厘米便可见到一组节理,几组节理将灰岩切割成大大小小不等的柱状体。这些近于垂直的节理裂隙,为地表水和地下水的流通提供了良好的通道,为水对岩石的溶蚀扩大了接触面。垂直的节理裂隙控制了洞穴的形态和变化,洞穴的主体也就是一个垂直的桶状洞腔。
忻州地质风貌
忻州地质风貌
忻州地质风貌
忻州地质风貌
忻州地质风貌
忻州地质风貌
忻州地质风貌
忻州地质风貌
1.冰幔。
2.冰乳。
3冰床。
忻州地质风貌
4.冰帘。
忻州地质风貌
5.冰剑。
忻州地质风貌
6.冰挂。
忻州地质风貌
忻州地质风貌
冰火相容世界奇观
“水火不容”或“水火相克”,说的是水与火在自然界中不能在一起,两者是相互克制的。冰是水冻结形成的,温度高于零度就化,因此冰与火更不能在一起共存了。可是“万年冰洞”与“千年火洞”相隔只有数百米,却长期相处,相安无事,好像谁也离不开谁似的,世世代代相互依存。这种现象堪称世界奇观,天下一绝。
1.火山口遗址。
忻州地质风貌
2.冰洞入口。
3.形态各异的冰挂。
忻州地质风貌
忻州地质风貌
H. 当温度低于多少度才会结冰
水的结冰点为0℃(摄氏度)
结冰又称冻结,一种天气现象。指露天水面冻结成冰。气象上包括蒸发皿的水冻结成冰。
中国大部分地区,结冰现象出现在立冬以后。冬是终了的意思,有农作物收割后要收藏起来的含意。我国古时民间习惯以立冬为冬季的开始。
立冬有三候:一候水始冰,即水已经能结成冰了;二候地始冻,即土地也开始冻结;三候雉入大水为蜃,雉,指野鸡一类的大鸟;蜃,即为大蛤。立冬后,雉便少见了,而海边却可以看到外壳与雉的线条及颜色相似的大蛤,古人便认为雉到立冬后变成了大蛤了。
(8)洞穴结冰温度多少度扩展阅读:
温度低于零度还不结冰的水有个名词叫“过冷水”。过冷水之所以不结冰,是因为水中缺少凝结核或其他情况,所以在0℃以下还保持着液态。
水过了零度还不结冰的原理是因为如果想让液态水结冰,需要一个冰核———一个结晶成为冰核,其他结晶围绕冰核凝结。其实形象点说就是:水是由水分子构成的,在水的温度达到0℃时水分子已经为凝固也就是结冰做好了准备。
但是这个时候就尴尬了,需要一些水分子先结冰,“率领”其他水分子一起愉快的结冰,但是这时候,如果没有人先起这个“带头作用”(在非常纯净的水中,没有可以围绕形成冰晶的污染物或微粒,由于水独特的热力学,结晶难以实现。),这些水分子就会干耗着,谁也不结冰,直到有一个水分子先结冰。
如果这时候周围环境的温度低于水的温度,那么水的温度会继续降低,但不结冰,成为低于0℃的“过冷”液体。
这个时候,如果用力摇晃这瓶过冷水,或者在过冷水的湖里扔一块石头,水分子受强烈震动或外部挤压,有些水分子就会率先迅速结冰,由于水的温度已经远低于0℃,所以瓶中的水分子会以它们为中心迅速结冰。