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为什么冻的冰块会有“尖峰”?

 科学甜心派

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这是一个非常好的问题,这一现象来源于水的基本性质和凝固这一物理过程的特点。保留一点悬念,我先给出必要的条件,请小伙伴们试着独立思考一下,看看能不能得到这一现象的原因。

条件一:凝固的过程中,水/冰的热量逐渐通过传导散失,热传导发生在水/冰的表面。

条件二:凝固的过程中,和绝大多数液体不同,水的体积会因凝固变大。

利用这两点,或许有小伙伴们已经可以知道结果了,下面由我来揭晓答案。

因为热量通过表面传导流失,最先结冰的是最表面的水,包括空气接触的表面。最外层结冰后,内层结冰的过程中,因为体积膨胀约10%,所以内部的水会发现——空间不够了!那么内部水在凝固的过程中,就可能会因为膨胀在最外层冰上“凿”开一个口子,不断地渗出。渗出的水接触到空气又会结冰,而这种冰因为刚形成,相对于其余部分又往往很薄。又会被继续破开口子,反复循环。这一循环和溶洞钟乳石的形成很像,最终形成这样的尖峰。

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回复科学甜心派:等量的水冻成冰之后,体积变大,又由于水的张力,所以表面凸起。

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