水结冰是液体到固体的过程是凝固,凝固时放热。凝固,指在标准大气压下,由液体变为固体,比喻固定不变,停滞。凝固指在一定压强下,液态的晶体物质温度略微低于熔点时,微粒便规则地排列成为稳定的结构,由液体变为固体。同时也是物质从液相变为固相的相变过程。液态晶体物质在凝固过程中放出热量,在凝固过程中其温度保持不变,直至液体全部变为晶体为止。
热水比冷水结冰快。这种现象是姆潘巴现象(Mupainmubar effect),又名姆佩姆巴效应,指在同等体积、同等质量和同等冷却环境下,温度略高的液体比温度略低的液体先结冰的现象。
对于姆佩巴效应一般会分别考虑这四个因素:
1、蒸发——在热水冷却到冷水的初温的过程中,热水由于蒸发会失去一部分水。质量较少,令水较容易冷却和结冰。这样热水就可能较冷水早结冰。
2、溶解气体——热水比冷水能够留住较少溶解气体,随着沸腾,大量气体会逃出水面。溶解气体会改变水的性质。或者令它较易形成对流(因而较易冷却),或减少单位质量的水结冰所需的热量,或者改变沸点。
3、对流——由于冷却,水会形成对流,和不均匀的温度分布。温度上升,水的密度就会下降,所以水的表面比水底部热—叫“热顶”。如果水主要透过表面失热,那么,“热顶”的水失热会比温度均匀的快。
4、周围的事物——两杯水的最后的一个分别,与它们自己无关,而与它们周围的环境有关。初温较高的水可能会以复杂的方式,改变它周围的环境,从而影响到冷却过程。
1、海水结冰可以变成淡水,冷冻海水使之结冰,在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去,海水淡化的方法是冷冻法,但冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端。
2、淡水即含盐量小于0.5g/L的水。地球上水的总量为14亿立方千米,地球上的水很多,淡水储量仅占全球总水量的2.53%
在标准大气压下,水结冰的温度是0℃,水沸腾的温度是100℃。沸腾是指液体受热超过其饱和温度时,在液体内部和表面同时发生剧烈汽化的现象。液体沸腾的温度叫沸点。不同液体的沸点不同。即使同一液体,它的沸点也要随外界的大气压强的改变而改变。水在零摄氏度以下由液态凝聚为固体状态,称其为结冰。
温度高时水分子动能大而无法牢固产生氢键,分子间以尽可能小的进行杂乱无章的排列。温度降低后(低于4度),越来越少的分子动能不足以打破产生的氢键,而氢键有一定键长,所以4度以后固定的氢键越来越多。当0度时所有的分子都被固定在一定区域内,氢键使分子彼此保持一段距离,即为结冰。水结冰体积增加1/10,所以相同质量的水和冰的体积比为10:11。