冰水混合物吸收熱量時,溫度為什麼不變?

冰水混合物吸收熱量時,溫度為什麼不變?手機使用者865185944432019-09-25 03:52:09

這個問題的模型很簡單,就是描述起來比較費勁。

先放結論:冰水混合物不是理論的0℃,但不是因為過冷現象。

1。什麼是過冷現象?

在對應壓強環境下,液體的溫度降低到凝固點時由於缺乏結晶核導致液體無法發生相變而繼續降溫,最終以液相的形式達到凝固點以下的現象。

2。為什麼說不是因為過冷現象?

因為該過程中不涉及過冷卻現象。

在已經處於過冷卻狀態的液體中投入結晶核或施加足夠引起結晶行為的機械振動等之後,成核增長出的晶體(這裡是冰)會持續為接下來的結晶增長提供表面。

因此在冰水混合物中,由於已經有冰出現,結晶核已經被提供,因此不會發生過冷卻現象。

3。那麼溫度是什麼樣的?

準確的說,我們不能夠討論冰水混合物的溫度,因為溫度是一個點概念,對於冰水混合物我們只能說它平均是0℃。而對於混合物中的不同組分,其溫度不同。對於在水中的一塊冰,如下圖(剛畫的

我們將它分為固相主體,介面和液相主體。

介面處是冰水接觸的接界,冰和水在這裡完成傳熱和相變,一般被認為是理論0℃。但同時也要清楚,僅僅達到相變轉化溫度是不足以發生相變的,還需要溫度梯度(過冷度)作為推動力。因此實際上在介面兩側的固液相溫度實則依然存在微弱的能量差。

固相主體,距離介面越遠溫度越低。

液相主體,距離介面越遠溫度越高。