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为什么水仍然会在0摄氏度左右结冰,而流动的水直到达到更低的温度才会结冰?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2021-06-28 08:54:50

静水确实在零度结冰。然而,在摄氏4度时密度更大的液体直到冻结的那一刻,都在不断地下沉到静止水的底部,直到在空气温度< 0摄氏度时,上层下降到水的fp。静止的液态水内部的质量和热量传递缓慢,这就解释了上层水的更快冻结速度,被靠近底部的密度更大的层隔离,并在静止湖的底部和附近保持温度在或接近4摄氏度。

为什么水仍然会在0摄氏度左右结冰,而流动的水直到达到更低的温度才会结冰?

在快速流动的水的情况下,动力学的质量、转移变化,由于高水平的湍流占主导地位,而不是温和的对流力量的静止水,抑制热转移。这意味着在0℃结冰之前,冷空气和搅动的水之间必须发生更多的热传递。

为了达到结冰,整个水体的质量需要下降到零摄氏度,而对于静止的水,只需要将顶层冷却到零摄氏度。在4到0摄氏度之间,密度的下降使较冷的水保持在顶层。

具有讽刺意味的是,正是快速流动的水的搅动和湍流,使得水的突然凝固扩散到整个体积。密度上的细微差别导致静止水中缓慢的对流,不再控制流动水中的冻结速度。但尽管如此,快速流动的水流仍然会在0摄氏度结冰,只是需要更长的时间,因为所有的水都需要冷冻到0摄氏度,而不是仅仅是表层的静止水。这就导致了一种常见的误解,即在快速流动的水流中,水会过冷。
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