纯水的结晶过程

❶ 为什么溶液缓慢结晶先结晶出纯水

摘要 溶质的结晶，首要条件是必须有一定的过饱和度，至于这个过饱和度的大小对结晶产品最终的外观大小、粒度分布和产率影响是最主要的。 结晶的微观过程是这样的，首先，在达到一定的过饱度的溶液中自发的形成晶核，形成晶核的数量决定于过饱和度的大小，大的过饱和度形成相对多的晶核，在形成晶核后，溶液的过饱和度降低到一个相对稳定的区域，形成的晶核在浓度差的推动下不断的生长，最终长成一定几何形状和大小的结晶体。

❷ 水的结晶是什么，又是怎样形成的（小学生能

结晶：物质从液态（溶液或熔融状态）升华到气态时形成的晶体。

晶体，即原子、离子或分子按一定的空间次序排列而形成的固体。也叫结晶体。一般由纯物质生成，具有固定的熔点，旋光度。

水结晶是水（化学式：H₂O）温度降低到凝固点以下后（通常为零度，称为冰点）形成的固体，也就是冰。通过高倍显微镜（电镜）可以观察到水在某些苛刻情况下的单结晶体。雪、霜、和某些寒冷状态下雾，都是水的结晶体。相似环境下的水结晶体具有相似性。

自然界中常见于寒冷的冬季，在温度较低时冻结的冰块、水雾在气温骤降时附着在树枝上形成的雾凇、过冷水从云层中落下碰到物体后形成的冻雨、云层自然凝结并结晶形成的雪花、冬季室内空气中的水汽遇到寒冷玻璃形成的霜花等等，都是液体水或者气体水在凝固点温度以下所凝固成晶体后的宏观结果。这是一种常见的自然现象。

产生机理

自然界中液体凝固成晶体的过程叫做结晶。水（H₂O）会在特定的环境下形成固体，水的固态——冰，一般是呈多晶体状态，虽然和晶体一样有固定的熔点，但有一些晶体特征它不具备，如各向异性和规则形状。由于冰不具备规则的质点排列形状，因此冰的微观形态是不固定的。从微观上看，水在温度降低到凝固点以下且有凝结核的情况下，会首先结晶成单晶，然后以单晶为凝结核继续结晶，形成形状各异的结晶（多晶）。受结晶时的温度、压力、杂质等很多因素的影响，水结晶（多晶）的微观形状各不相同。

研究历史

加州理工学院物理系主任Kenneth Lebbrecht在研究水结晶的过程中发现，水分子可以形成六角形的晶格结构，这些六角体有两个六角形的面和六个正方形的面。

水分子排列形成晶体，红色点代表氧原子

（水分子可以通过有规律地排列形成晶体，图中红色的点代表氧原子）

如果晶体向两个六角形的面的方向生长，就会变成一个柱状晶体；而如果向六个正方形面的方向生长，则会形成一个片状的六边形晶体

晶体生长方向很大程度上决定晶体形状

（晶体的生长方向很大程度上决定了晶体的最终形状）

在此基础上，片状或柱状晶体还能长成更加复杂的结构，最终形成各式各样的雪花。

雪花的形成过程

（雪花的形成过程）

Kenneth Lebbrecht发现，温度和湿度是决定雪花形状的最重要的两个因素。如果结晶温度在-5℃到-10℃之间，晶体更容易形成柱状或是针状的结构。而在-15℃左右的情况下，水气倾向于结成片状的雪花。至于雪花的复杂程度，则和湿度有关。湿度越小，雪花的形状就越简单。

❸ 水是如何结冰的

水结冰是一个放热过程，要让水结冰快，必须加快水对外放热的速度。
水凝固成冰的一个必要条件是：必须有凝结核。纯水是不结冰的，你可以用蒸馏方法得到纯水，并且冷却过程中要保持水均匀受冷、不可有扰动。则会生成低于0℃的水，这样的水你扔进去一点杂质就会瞬间结冰,它可以是微小的冰晶，可以是水中的悬浮物，可以是器皿的壁。
如果你想得到低冰点的冷水，在一个内壁十分光滑的容器内，放入十分纯净的水，不要震动它，缓缓降温，就能得到低冰点的冷水，但早晚也会结晶。

❹ 低于0度，流动的水为什么不会冻成冰

因为在现实中，水达到0度的时候，是不会结冰的，这涉及到过冷度的问题。
所有的纯晶体（水凝结的冰也是晶体）在结晶（亦即冷凝）的时候，其实际结晶温度都要比理论结晶问题低。这就是结晶过程中必不可少的过冷度，只有当过冷度达到结晶要求的时候，结晶才开始。
纯水的理论结晶温度是0度，但是真正结晶（结冰）的温度却要比0度低。具体温度我也不是很清楚。
不过要是往水中加入细沙等杂质，则可以使水变冰时的过冷度大大降低（亦即假如原来要（-3度才开始慢慢结冰，加入细沙后，-1度就开始结冰了）。这是因为结晶的时候要形成晶核，而加入细沙，提高了形核率，降低了过冷度。

这是我学金属材料学时候学到的知识，还是很管用的，今天无意看到你的问题，一时想学以致用就回答了。没学过大学物化的估计不易理解。

低于0度，只要温度不是太低，流动的水不易结冰，其实是因为那时候的水刚结成比较大的晶核，但是由于流动的搅拌作用，使大晶核破碎，从而不易结成大的晶核，就不易结冰，但是只要给的时间够长，水中的细晶核会越来越多，使水的粘度变大，流动性变差，最终还是会结冰的，只是过程比较长而已

❺ 水结晶实验过程

1．首先将各种水分别放到有盖的玻璃器皿中（刚开始进行实验的前几年,每次要用100个玻璃器皿）,然后放进冷冻库冻上3个小时。这样在玻璃器皿中会形成直径大约为1厘米的冰块。将光线投射到一个个凸起的冰块上,用显微镜观察,就能看到结晶。
2．在-25℃的条件下，将放在50个实验用的浅盘中的水滴冷却，使之形成圆形的冰粒。然后将其拿到-5℃的房间中，用200倍的显微镜观察。
当然,在每一个玻璃器皿上不会出现相同的结晶，有的甚至无法形成结晶。统计这些结晶，并制成图表后，就能了解水的性质，诸如哪些水会出现类似的结晶，哪些水根本不会形成结晶，还有哪些水只能形成一些破碎的结晶，等等。

❻ 为什么纯水不会结冰

热力学上的冰点是根据水中固、液两相共存时的温度
确定的，在标准大气压下为0℃。
如果是单就纯水来说, 压力会导致冰点的降低.（但
导致沸点的上升！！）另外，添加水溶性物质,例如盐，也
是方法之一 ，因为任何物质溶于水时，都会降低水的冰点
（0℃）。至于温度可降低多少, 这需实验来说明.
在现实的情况下,是否有凝结核,是个重要因素,有人
向个长者请教,他说:若是纯水,全无杂质,在一般大气压力
下, 甚至水温降至零下40度,水仍可维持液态而不结冰, 这是"过冷"（supercooled water）。他又问:如果这"过冷"水,突然受到扰动,是否会瞬间结冰? 长者回答说:不会。（！！）

附图：（http://img172.photo.163.com/ivy7070/22937732/576622940.gif）
此图是所谓冰或水的三相图（即固、液、气三相）。
冰、水与水蒸气同时共存的温度也就是三相点
是摄氏0.1度水最低温会随着压力增加而下降 但是
请注意图中压力的单位以及数值，那可不是一般实
验可以达到的状况!
（另：大学热力学课本(fundamentals of classical thermodynamics,
Gordon J. Van Wylen,Richard E. Sonntag,page 40)有水的相位图(phase diagram of water),可看出压力升高,凝固温度会降低的,只有第一相的冰,其它相的冰,凝固温度,随压力增大而升高,故除了过冷水外,水的最低温应该是第一,三相冰,与水共存之三相点,由图上推估之,应是近2000个大气压力,约摄氏零下21度.）
所以，如果哪个牛人肯用微积分对付一下上图，求作极端情况值(如:0℃时,如果出现三相点-沸点,其气压是否是负值),应该可以得到精确的解释.现在我只能说:如果"另"的数据是无误的,再考虑到非纯水中溶液依数性的因素，基本可以肯定，零度的水是可能沸腾的。
（资料来源：http://www.oh100.com和http://www.phy.ntnu.e.tw）
（资料来源：http://www.oh100.com http://www.phy.ntnu.e.tw）

❼ 纯水的凝固点是多少

冰点是指水的凝固点，即纯净水由液态变为固态的温度。在标准大气压下温度是0 ℃，标准温度和水的杂质有关系，但是有杂质的水不能算标准的冰点。

1、凝固点和熔点是同义词，指的是物质在液态和固态共存时的温度，或者说是物质在液态和固态之间转换时的温度。只有水的凝固点或熔点叫做冰点，别的物质的凝固点或熔点不能叫冰点。

2、纯净水在标准大气压下的冰点是 0 ℃，但是当水中含有杂质时，冰点会降低。例如，海水的冰点低于淡水的冰点。海水冰点与海水盐度有密切的关系。当盐度达到 24.695 的时候，海水的冰点只有 －1.332 ℃。

(7)纯水的结晶过程扩展阅读：

凝固特点：

1、晶体凝固特点，达到一定温度才开始凝固；凝固时温度保持不变；凝固时固液并存；凝固一定放热。

2、非晶体凝固特点，凝固时温度持续下降；凝固时放热。

3、凝固点指的是一个温度，在这个温度时，液体会逐渐变成固体。各种液体的凝固点是不一样的。物态变化有三种特殊点：凝固点、沸点、熔点。

4、凝固点高是一个相对概念，一个物体的凝固点相对于另一个物体的凝固点高，那就说明这个物体凝固的时候比另一个物体凝固的时候对温度的要求低一些，在一个比较高的温度就能凝固了。 凝固点高就是相对来说温度高。

❽ 水为什么能结冰结冰是个怎样的过程

这看起来像是一个很傻的问题，因为就连小学一年级的孩子都知道水在0℃时会结冰，中学课本也明确写着水的冰点是0℃，绝大多数的科学资料中也将标准大气压下水的凝固点定为0℃，把这个问题拿出来讨论纯粹就是没事找事。

但事实果真如此吗?我们今天就来说道说道水结冰的科学。

高空云层中的过冷水在机翼上结冰会影响飞行安全

当我们从冰箱中取出冷冻的食品时会感觉它粘手，这是由于过低的温度迅速使我们手指上的汗水结冰，从而将手指与食物冻在了一起。这不需要担心，因为你手指的温度可以在几秒之内融化这薄薄的冰层。

相比之下你更需要留意这样一个忠告：在北方的寒冬里，千万不要尝试舔户外的铁柱子，冰会迅速粘住你的舌头，给你带来摆脱不掉的麻烦。

❾ 纯水和盐水哪一个结冰更快

一般情况下是纯水先结冰。由于盐水溶液中含有电解质，这些电解质会使溶液的沸点升高、回凝固点降答低。
但是实验的外部环境会对结冰过程有一些影响，也就是你所说的对冰和的影响。例如，当你用的容器有一些缺陷（如裂缝、划痕等），这些地方会优先诱导冰核的形成。而一旦形成了冰核，整个容器中的水就会很快全部结冰。
用纯水在一种情况下凝固点会很低（远低于零度）。当水的纯度很高，没有任何固体杂质和电解质，在低温下很容易变成过冷，就是在温度远低于凝固点的情况下也不会结冰，原因就是由于没有任何杂质，水中的冰核很难形成。

❿ 简述纯水冻结过程

温水比冷水结冰快 有经验的汽车驾驶员都知道，冬天洗车最好用冷水而不用温水，否则温水一沾到车厢便会马上结冰。难道温水比冷水结冰快？这是为什么呢？ 今天的科技日报报道称，其实，解释不了这个奇怪的自然现象是非常正常的，因为迄今为止，连科学家也没有搞清楚：为什么冬天温水比冷水冻得快？当今世界上还没有人能够破解这个看似稀松平常的自然之谜。 据说，古希腊人曾发现了这个有意思的自然现象，但他们没有找到答案。 1969年，一名坦桑尼亚大学生艾拉斯托·穆宾巴正式向全世界提出这个问题——为什么冬天温水比冷水冻得快？从那以后，这个问题才被全世界科学家所关注。 据说，1969年盛夏，艾拉斯托·穆宾巴想亲手制作冰激凌，他把一杯由牛奶和糖水等物质相混合的、还没有放凉的温热液体放进了冰箱冷冻室，结果他惊讶地发现，这次液体结晶得比以往任何一次都快，他很快就吃到了自己亲手制作的冰激凌。这个有趣的发现激发他深入研究的欲望。从那以后，艾拉斯托·穆宾巴相继做了很多温水冷冻实验，写了很多篇研究报告。由于艾拉斯托·穆宾巴的突出贡献，这个神奇的自然现象现在被科学界称为“穆宾巴效应”。 现在，在许多解释中最为普遍的理论为：温差理论，即冬天温水比冷水冻得快，是因为温水与周围环境之间的温差大于冷水与周围环境之间的温差，温差大温水中水分子的能量会很快散发到周围环境中。当然，这个理论仍然遭到许多科学家的质疑。因为按照这个理论，冷水与周围环境之间的温差小，冷水分子能量失去较慢，那么出现的问题是，温水终究要变成冷水，它变成冷水后结晶速度应该与冷水直接冷冻一样。因此，考虑到把温水冷却成冷水时耗费的时间，应该得出结论，即无论怎样冷水都应比温水冷冻得快。看来，这个“温差理论”也不值得推敲。 报道称，那么，温水到底缘何比冷水冷冻得快呢？温水在冷冻过程中肯定还有一个至今未被人们认知的机理。也许不久的将来，科学家会解开藏在我们身边的这个谜团。