零下多少度会结冰

Question

如题所述

Answer 1

水在0摄氏度以下由液态转变为固体状态，这一过程被称为结冰。实际上，0摄氏度并不一定意味着水会结冰，因为水的结冰过程可能受到其他因素的影响。通常情况下，0度是水的结冰点，但若水中含有杂质，则需要更低温度才能结冰，大约在零下3度左右。当温度降至零下4度以下，水的密度会增加，体积也会增大，这可能导致在冬天的瓶装水因体积膨胀而破裂。
冰点是指水在标准大气压（1.013×10^5 Pa）下的凝固温度，即0℃（273 K）。然而，在不同的大气压下，冰点会有所不同。要估算特定压强下的冰点，可以参考水的相图来获得答案。值得注意的是，水在标准大气压下的冰点并不等同于水的三相点，两者之间存在0.01 K的差异。冰点的高低还与水的纯净度有关。纯净水在标准大气压下的冰点是0℃，但当水中含有杂质时，冰点会降低。例如，海水的冰点就低于淡水的冰点。海水的冰点与盐度有密切关系，当盐度达到24.695时，海水的冰点可降至－1.332℃。
在自然界中，结冰现象包括：
1. 河面结冰：由于4度的水密度最大，温度下降时先达到4度的水会沉到河底，而较冷的水会浮在河面。因此，河面是最先结冰的地方。但在温度较低或河水较浅的情况下，也可能出现河底结冰的现象。冰层的厚度取决于低温作用的时间。
2. 全河封冻：当河水温度降至0°C并略呈过冷却状态时，河水表面和水内部会迅速出现冰层，经过一定时间的流淌，整条河会封冻。春季，当太阳辐射增强，气温高于0°C时，河冰会迅速融化，经过流淌，整条河会解冻，冰情结束。自古以来，人们就利用河冰来消暑和储存食品，使用河冰作为桥梁，方便交通。
3. 冰雹的形成：当地面的水被太阳曝晒而蒸发，然后上升至空中，大量的水蒸气会聚集形成云层，此时相对湿度为100%。当遇到冷空气时，水蒸气会凝结成水滴（热带雨）或冰晶（中纬度雨），随着体积的增大，当气温降至一定程度时，空气中的水汽过饱和，于是就下雨了。如果遇到冷空气且没有凝结核，水蒸气会直接凝结成冰或雪，形成雪。如果温度急剧下降，水蒸气会结成较大的冰团，即冰雹。