水在足够冷的条件下会结冰，这是一个无人反对的命题。但你可能并不知道，这一让大家视为常识的物理现象并不始终正确。实际上，水可以在温度达到零度以下仍不结冰，而维持液态的形态。这一现象在适当的条件下是会发生的，即所谓的“过冷水”—温度在凝固点以下的液态水。在这个微妙的临界点处，水由两种密度不同的“水”组成。也就是说，此时的水不是一种液体，而是两种液体。下面世纪丰源直饮水机北京服务中心的洁净亚小编就带大家一起来了解下。

《科学》杂志上发表的一篇研究探讨了这一不寻常现象的性质，并且表明，尽管水是地球上最寻常的物质，我们对它的研究却远远不够。

水本身具有许多奇特的性质。太平洋西北国家实验室的格雷格·金梅尔（Greg Kimmel）在过去的25年中一直与物理学家布鲁斯·凯（Bruce Kay）合作研究水。他们之所以对水如此着迷，不仅是因为水为人熟知、用途广泛，而且还因为“就目前所知，水比大多数物质都更加神秘，”金梅尔在杂志《逆》采访时说。

他们用冰块举例—当水冻结时，自身密度变小，导致体积变大，使冰块能漂浮在水面上。 凯在采访时说：“地球生命的演化过程是特别的，因为冰会漂浮在水上而不是沉在水底。”

实际上，“过冷水”会出现的原因是因为低温并不是水结冰的唯一条件。还有很重要的一点是：如果水中没有晶种（该物质自身的晶体）或凝结核能够使水分子开始形成晶体结构，水的物质形式就不会改变。如果你想制造过冷水，那请确保以下两点：第一，水中必须不含杂质，杂质可能导致形成成核位置；第二，保持水的静止状态，不要摇晃它，因为分子在搅动时也能形成成核位置。

过冷水是被科学家们所熟知的。因为突然的晃动能为水分子冻结提供所需的凝结核，（例如，你可以尝试冷冻一段时间一瓶矿泉水，从冰箱慢慢拿出来，然后用力敲击一下瓶身。）这一让水迅速从液相转化为固相的过程所带来的视觉体验，不亚于魔术表演—它可以被用来当做给孩子们展示的一次科学实验，或者录成视频上传到油管上。

如果用科学的语言来解释这一现象，就需要引入分子结构这一话题。“过冷温度下的液态水的分子结构不仅已变得相对稳定，而且同时存在两种结构基序。这些发现解释了一个长期存在的争论，那就是，深度过冷水是否必须达到结晶状态后才能说明其分子结构是平衡的？恐怕答案是否定的。”金梅尔声明说。

金梅尔表示，在达到平衡之前，水分子可以维持液态的分子结构，当温度达到极低的条件，水即将结冰。

在如此冷的情况下，水冻结可能只需一百万分之一秒。但是对于此前周围活跃的水分子来说，这点时间足以让他们保持着想要的结构而无需改变。”金梅尔说。

金梅尔和凯与科学家—博士后洛尼·克林格（Loni Kringle）和怀亚特·索恩利（Wyatt Thornley）一起，使用红外光谱法。这种研究方法通过红外辐射与物质的相互作用，观察激光发射在冰块上时水分子的反应，从而在几纳秒内制造出过冷液态水。 凯将这一过程比作了“黏土动画”。

进行了数次的激光测试证明，所有分子结构的变化都是可逆并可复制的。

过冷水有许多潜在用途。有科学家提议，过冷水的快速冷冻过程或许可以用于检测暗物质。金梅尔则建议令其在气候研究中发挥作用，并指出，云层覆盖在气温中起着重要作用，因为这与“云层的形成方式以及大气中过冷水的结晶方式有关”。

他还说，观测在某些条件下过冷水的迅速变化也许是“过于深奥的”。 但是考虑到水对人类至关重要，他仍认为对其充分的了解是值得的。

金梅尔说：“如果冰不是水上漂浮的，那么在冬天，湖泊和河流将自下而上全部结冰，那么我们所熟悉的鱼类等水生生物也就不会存在了。”

以上就是世纪丰源北京服务中心洁净亚直饮水机小编今天给大家分享的内容，希望对大家有所帮助！

北京洁净亚科技有限公司是一家专业从事水处理设备和节能设备的企业，主营北京开水器、北京校园直饮水机、多功能智能饮水机、开水器、直饮水机、大容量饮水机、校园饮水机、幼儿园饮水机、速热饮水机等，提供各行业的饮水解决方案，欲知更多详情，敬请关注公司网站！

来源：天文在线