純水的結晶過程

❶ 為什麼溶液緩慢結晶先結晶出純水

摘要 溶質的結晶，首要條件是必須有一定的過飽和度，至於這個過飽和度的大小對結晶產品最終的外觀大小、粒度分布和產率影響是最主要的。 結晶的微觀過程是這樣的，首先，在達到一定的過飽度的溶液中自發的形成晶核，形成晶核的數量決定於過飽和度的大小，大的過飽和度形成相對多的晶核，在形成晶核後，溶液的過飽和度降低到一個相對穩定的區域，形成的晶核在濃度差的推動下不斷的生長，最終長成一定幾何形狀和大小的結晶體。

❷ 水的結晶是什麼，又是怎樣形成的（小學生能

結晶：物質從液態（溶液或熔融狀態）升華到氣態時形成的晶體。

晶體，即原子、離子或分子按一定的空間次序排列而形成的固體。也叫結晶體。一般由純物質生成，具有固定的熔點，旋光度。

水結晶是水（化學式：H₂O）溫度降低到凝固點以下後（通常為零度，稱為冰點）形成的固體，也就是冰。通過高倍顯微鏡（電鏡）可以觀察到水在某些苛刻情況下的單結晶體。雪、霜、和某些寒冷狀態下霧，都是水的結晶體。相似環境下的水結晶體具有相似性。

自然界中常見於寒冷的冬季，在溫度較低時凍結的冰塊、水霧在氣溫驟降時附著在樹枝上形成的霧凇、過冷水從雲層中落下碰到物體後形成的凍雨、雲層自然凝結並結晶形成的雪花、冬季室內空氣中的水汽遇到寒冷玻璃形成的霜花等等，都是液體水或者氣體水在凝固點溫度以下所凝固成晶體後的宏觀結果。這是一種常見的自然現象。

產生機理

自然界中液體凝固成晶體的過程叫做結晶。水（H₂O）會在特定的環境下形成固體，水的固態——冰，一般是呈多晶體狀態，雖然和晶體一樣有固定的熔點，但有一些晶體特徵它不具備，如各向異性和規則形狀。由於冰不具備規則的質點排列形狀，因此冰的微觀形態是不固定的。從微觀上看，水在溫度降低到凝固點以下且有凝結核的情況下，會首先結晶成單晶，然後以單晶為凝結核繼續結晶，形成形狀各異的結晶（多晶）。受結晶時的溫度、壓力、雜質等很多因素的影響，水結晶（多晶）的微觀形狀各不相同。

研究歷史

加州理工學院物理系主任Kenneth Lebbrecht在研究水結晶的過程中發現，水分子可以形成六角形的晶格結構，這些六角體有兩個六角形的面和六個正方形的面。

水分子排列形成晶體，紅色點代表氧原子

（水分子可以通過有規律地排列形成晶體，圖中紅色的點代表氧原子）

如果晶體向兩個六角形的面的方向生長，就會變成一個柱狀晶體；而如果向六個正方形面的方向生長，則會形成一個片狀的六邊形晶體

晶體生長方向很大程度上決定晶體形狀

（晶體的生長方向很大程度上決定了晶體的最終形狀）

在此基礎上，片狀或柱狀晶體還能長成更加復雜的結構，最終形成各式各樣的雪花。

雪花的形成過程

（雪花的形成過程）

Kenneth Lebbrecht發現，溫度和濕度是決定雪花形狀的最重要的兩個因素。如果結晶溫度在-5℃到-10℃之間，晶體更容易形成柱狀或是針狀的結構。而在-15℃左右的情況下，水氣傾向於結成片狀的雪花。至於雪花的復雜程度，則和濕度有關。濕度越小，雪花的形狀就越簡單。

❸ 水是如何結冰的

水結冰是一個放熱過程，要讓水結冰快，必須加快水對外放熱的速度。
水凝固成冰的一個必要條件是：必須有凝結核。純水是不結冰的，你可以用蒸餾方法得到純水，並且冷卻過程中要保持水均勻受冷、不可有擾動。則會生成低於0℃的水，這樣的水你扔進去一點雜質就會瞬間結冰,它可以是微小的冰晶，可以是水中的懸浮物，可以是器皿的壁。
如果你想得到低冰點的冷水，在一個內壁十分光滑的容器內，放入十分純凈的水，不要震動它，緩緩降溫，就能得到低冰點的冷水，但早晚也會結晶。

❹ 低於0度，流動的水為什麼不會凍成冰

因為在現實中，水達到0度的時候，是不會結冰的，這涉及到過冷度的問題。
所有的純晶體（水凝結的冰也是晶體）在結晶（亦即冷凝）的時候，其實際結晶溫度都要比理論結晶問題低。這就是結晶過程中必不可少的過冷度，只有當過冷度達到結晶要求的時候，結晶才開始。
純水的理論結晶溫度是0度，但是真正結晶（結冰）的溫度卻要比0度低。具體溫度我也不是很清楚。
不過要是往水中加入細沙等雜質，則可以使水變冰時的過冷度大大降低（亦即假如原來要（-3度才開始慢慢結冰，加入細沙後，-1度就開始結冰了）。這是因為結晶的時候要形成晶核，而加入細沙，提高了形核率，降低了過冷度。

這是我學金屬材料學時候學到的知識，還是很管用的，今天無意看到你的問題，一時想學以致用就回答了。沒學過大學物化的估計不易理解。

低於0度，只要溫度不是太低，流動的水不易結冰，其實是因為那時候的水剛結成比較大的晶核，但是由於流動的攪拌作用，使大晶核破碎，從而不易結成大的晶核，就不易結冰，但是只要給的時間夠長，水中的細晶核會越來越多，使水的粘度變大，流動性變差，最終還是會結冰的，只是過程比較長而已

❺ 水結晶實驗過程

1．首先將各種水分別放到有蓋的玻璃器皿中（剛開始進行實驗的前幾年,每次要用100個玻璃器皿）,然後放進冷凍庫凍上3個小時。這樣在玻璃器皿中會形成直徑大約為1厘米的冰塊。將光線投射到一個個凸起的冰塊上,用顯微鏡觀察,就能看到結晶。
2．在-25℃的條件下，將放在50個實驗用的淺盤中的水滴冷卻，使之形成圓形的冰粒。然後將其拿到-5℃的房間中，用200倍的顯微鏡觀察。
當然,在每一個玻璃器皿上不會出現相同的結晶，有的甚至無法形成結晶。統計這些結晶，並製成圖表後，就能了解水的性質，諸如哪些水會出現類似的結晶，哪些水根本不會形成結晶，還有哪些水只能形成一些破碎的結晶，等等。

❻ 為什麼純水不會結冰

熱力學上的冰點是根據水中固、液兩相共存時的溫度
確定的，在標准大氣壓下為0℃。
如果是單就純水來說, 壓力會導致冰點的降低.（但
導致沸點的上升！！）另外，添加水溶性物質,例如鹽，也
是方法之一 ，因為任何物質溶於水時，都會降低水的冰點
（0℃）。至於溫度可降低多少, 這需實驗來說明.
在現實的情況下,是否有凝結核,是個重要因素,有人
向個長者請教,他說:若是純水,全無雜質,在一般大氣壓力
下, 甚至水溫降至零下40度,水仍可維持液態而不結冰, 這是"過冷"（supercooled water）。他又問:如果這"過冷"水,突然受到擾動,是否會瞬間結冰? 長者回答說:不會。（！！）

附圖：（http://img172.photo.163.com/ivy7070/22937732/576622940.gif）
此圖是所謂冰或水的三相圖（即固、液、氣三相）。
冰、水與水蒸氣同時共存的溫度也就是三相點
是攝氏0.1度水最低溫會隨著壓力增加而下降 但是
請注意圖中壓力的單位以及數值，那可不是一般實
驗可以達到的狀況!
（另：大學熱力學課本(fundamentals of classical thermodynamics,
Gordon J. Van Wylen,Richard E. Sonntag,page 40)有水的相點陣圖(phase diagram of water),可看出壓力升高,凝固溫度會降低的,只有第一相的冰,其它相的冰,凝固溫度,隨壓力增大而升高,故除了過冷水外,水的最低溫應該是第一,三相冰,與水共存之三相點,由圖上推估之,應是近2000個大氣壓力,約攝氏零下21度.）
所以，如果哪個牛人肯用微積分對付一下上圖，求作極端情況值(如:0℃時,如果出現三相點-沸點,其氣壓是否是負值),應該可以得到精確的解釋.現在我只能說:如果"另"的數據是無誤的,再考慮到非純水中溶液依數性的因素，基本可以肯定，零度的水是可能沸騰的。
（資料來源：http://www.oh100.com和http://www.phy.ntnu.e.tw）
（資料來源：http://www.oh100.com http://www.phy.ntnu.e.tw）

❼ 純水的凝固點是多少

冰點是指水的凝固點，即純凈水由液態變為固態的溫度。在標准大氣壓下溫度是0 ℃，標准溫度和水的雜質有關系，但是有雜質的水不能算標準的冰點。

1、凝固點和熔點是同義詞，指的是物質在液態和固態共存時的溫度，或者說是物質在液態和固態之間轉換時的溫度。只有水的凝固點或熔點叫做冰點，別的物質的凝固點或熔點不能叫冰點。

2、純凈水在標准大氣壓下的冰點是 0 ℃，但是當水中含有雜質時，冰點會降低。例如，海水的冰點低於淡水的冰點。海水冰點與海水鹽度有密切的關系。當鹽度達到 24.695 的時候，海水的冰點只有 －1.332 ℃。

(7)純水的結晶過程擴展閱讀：

凝固特點：

1、晶體凝固特點，達到一定溫度才開始凝固；凝固時溫度保持不變；凝固時固液並存；凝固一定放熱。

2、非晶體凝固特點，凝固時溫度持續下降；凝固時放熱。

3、凝固點指的是一個溫度，在這個溫度時，液體會逐漸變成固體。各種液體的凝固點是不一樣的。物態變化有三種特殊點：凝固點、沸點、熔點。

4、凝固點高是一個相對概念，一個物體的凝固點相對於另一個物體的凝固點高，那就說明這個物體凝固的時候比另一個物體凝固的時候對溫度的要求低一些，在一個比較高的溫度就能凝固了。 凝固點高就是相對來說溫度高。

❽ 水為什麼能結冰結冰是個怎樣的過程

這看起來像是一個很傻的問題，因為就連小學一年級的孩子都知道水在0℃時會結冰，中學課本也明確寫著水的冰點是0℃，絕大多數的科學資料中也將標准大氣壓下水的凝固點定為0℃，把這個問題拿出來討論純粹就是沒事找事。

但事實果真如此嗎?我們今天就來說道說道水結冰的科學。

高空雲層中的過冷水在機翼上結冰會影響飛行安全

當我們從冰箱中取出冷凍的食品時會感覺它粘手，這是由於過低的溫度迅速使我們手指上的汗水結冰，從而將手指與食物凍在了一起。這不需要擔心，因為你手指的溫度可以在幾秒之內融化這薄薄的冰層。

相比之下你更需要留意這樣一個忠告：在北方的寒冬里，千萬不要嘗試舔戶外的鐵柱子，冰會迅速粘住你的舌頭，給你帶來擺脫不掉的麻煩。

❾ 純水和鹽水哪一個結冰更快

一般情況下是純水先結冰。由於鹽水溶液中含有電解質，這些電解質會使溶液的沸點升高、回凝固點降答低。
但是實驗的外部環境會對結冰過程有一些影響，也就是你所說的對冰和的影響。例如，當你用的容器有一些缺陷（如裂縫、劃痕等），這些地方會優先誘導冰核的形成。而一旦形成了冰核，整個容器中的水就會很快全部結冰。
用純水在一種情況下凝固點會很低（遠低於零度）。當水的純度很高，沒有任何固體雜質和電解質，在低溫下很容易變成過冷，就是在溫度遠低於凝固點的情況下也不會結冰，原因就是由於沒有任何雜質，水中的冰核很難形成。

❿ 簡述純水凍結過程

溫水比冷水結冰快 有經驗的汽車駕駛員都知道，冬天洗車最好用冷水而不用溫水，否則溫水一沾到車廂便會馬上結冰。難道溫水比冷水結冰快？這是為什麼呢？ 今天的科技日報報道稱，其實，解釋不了這個奇怪的自然現象是非常正常的，因為迄今為止，連科學家也沒有搞清楚：為什麼冬天溫水比冷水凍得快？當今世界上還沒有人能夠破解這個看似稀鬆平常的自然之謎。 據說，古希臘人曾發現了這個有意思的自然現象，但他們沒有找到答案。 1969年，一名坦尚尼亞大學生艾拉斯托·穆賓巴正式向全世界提出這個問題——為什麼冬天溫水比冷水凍得快？從那以後，這個問題才被全世界科學家所關注。 據說，1969年盛夏，艾拉斯托·穆賓巴想親手製作冰激凌，他把一杯由牛奶和糖水等物質相混合的、還沒有放涼的溫熱液體放進了冰箱冷凍室，結果他驚訝地發現，這次液體結晶得比以往任何一次都快，他很快就吃到了自己親手製作的冰激凌。這個有趣的發現激發他深入研究的慾望。從那以後，艾拉斯托·穆賓巴相繼做了很多溫水冷凍實驗，寫了很多篇研究報告。由於艾拉斯托·穆賓巴的突出貢獻，這個神奇的自然現象現在被科學界稱為「穆賓巴效應」。 現在，在許多解釋中最為普遍的理論為：溫差理論，即冬天溫水比冷水凍得快，是因為溫水與周圍環境之間的溫差大於冷水與周圍環境之間的溫差，溫差大溫水中水分子的能量會很快散發到周圍環境中。當然，這個理論仍然遭到許多科學家的質疑。因為按照這個理論，冷水與周圍環境之間的溫差小，冷水分子能量失去較慢，那麼出現的問題是，溫水終究要變成冷水，它變成冷水後結晶速度應該與冷水直接冷凍一樣。因此，考慮到把溫水冷卻成冷水時耗費的時間，應該得出結論，即無論怎樣冷水都應比溫水冷凍得快。看來，這個「溫差理論」也不值得推敲。 報道稱，那麼，溫水到底緣何比冷水冷凍得快呢？溫水在冷凍過程中肯定還有一個至今未被人們認知的機理。也許不久的將來，科學家會解開藏在我們身邊的這個謎團。