泼水成冰

寒冷天气北方部分地区特有的现象

泼水成冰

“泼水成冰”是严寒天气下北方部分地区特有的一种现象。[0]“泼水成冰”的原理是热水在寒冷的空气中会蒸发成为水蒸气,水滴较小情况下容易迅速结冰,看到的“泼水成冰”实际上都是水雾冻成冰,在空中形成分明的线条。[0][1]“泼水成冰”的形成不仅要求低温环境,气温达到-40℃以下,还得泼出的是滚烫的热水,水温达到90℃以上。[2][4]

“泼水成冰”是严寒天气下北方部分地区特有的一种现象。[1]

“泼水成冰”的原理是热水在寒冷的空气中会蒸发成为水蒸气,水滴较小情况下容易迅速结冰,看到的“泼水成冰”实际上都是水雾冻成冰,在空中形成分明的线条。[1][2]“泼水成冰”的形成不仅要求低温环境,气温达到-40℃以下,还得泼出的是滚烫的热水,水温达到90℃以上。[3][5]

形成原因

水滴瞬间结冰基本条件是气温达-40℃以下。在这一条件下,水滴成冰时要发生两个物理变化。首先,水滴在低温条件下冻结时体积变大,同时释放出潜热能。水滴释放潜热能是由表及里,水滴外层先结冰,逐渐向里冻实。气温越低,水滴结冰速度越快;相同气温条件下,水滴越小,越容易冻实。气温-40℃以上时,空中泼水成冰很难实现,在地面泼水成冰还是很容易实现的。长安大学理学院应用物理系教授侯兆阳表示,能够形成泼水成冰现象需要干燥、寒冷的温度条件,温度没有准确的数值,但高于-20℃肯定不行。[2]

要形成冰水雾的现象,还必须要有大量足够多的细小水滴,只有较高温度的水泼向空中才能有这种效果,这主要是因为温度高时水的表面张力小,更容易形成小水滴,和气温相近的水就很难形成。除了温度和水的状态,泼水的方式也会影响效果,例如使用喷雾设备喷出小水滴,在极端低温的条件下,也可以直接冻结成小冰晶。显然,与凉水相比,热水更容易形成水蒸气。[3][4]

冰雪爱好者们在极寒天气下体验“泼水成冰”图
冰雪爱好者们在极寒天气下体验“泼水成冰”图

形成原理

“泼水成冰”的原理是热水在寒冷的空气中会蒸发成为水蒸气,水滴较小情况下容易迅速结冰,看到的“泼水成冰”实际上都是水雾冻成冰。[2]当热水被洒向空中,周围的水蒸气迅速降温凝华,直接由气态变为固态,在空中形成根根分明的线条。[6]

新疆阿勒泰市民在-35℃严寒天气体验泼水成冰
新疆阿勒泰市民在-35℃严寒天气体验泼水成冰

形成要点

“泼水成冰”的形成不仅要求低温环境,气温达到-40℃以下,还得泼出的是滚烫的热水,水温达到90℃以上。[3][5]

验证实验

分类简介
实验一实验人员在零下36℃的黑龙江,把一杯10℃的水泼向天空,水在半空没有结冰,也没有惊艳的视觉效果
实验二实验人员把37℃的水泼向零下36℃空中,此时出现一些水汽,但是没那种惊艳的“泼水成冰”效果
实验三实验人员使用90℃的热水泼向零下36℃空中,奇迹出现了,热水划成弧线,形成完美的“泼水成冰”效果
参考来源:[3]

相关事件

2022年1月,网上一位大爷就因为“泼水成冰”搞砸上了热搜。视频中,他拿了一个大碗,盛上热水扎好马步开始挑战。没想到,泼水的瞬间大爷却将碗一起扔了出去,开水马上浇下来,烫到了他的脑门儿。调查发现,因气温不够低,盲目跟风效仿而被烫伤的案例也不在少数。[2]

参考资料 6

  1. 在“中国最冷小镇”大兴安岭呼中区体验“泼水成冰” — 今日头条
  2. “泼水成冰”让冬天氛围感拉满 小心别受伤 — 科普中国
  3. 美哭了的“泼水成冰”,是啥原理? — 澎湃新闻
  4. 水知识|美哭了的“泼水成冰”,是啥原理? — 今日头条
  5. 冬日专属美景看过了 背后的知识点也了解一下 — 今日头条
  6. 冬日特有!泼水成冰是啥原理? — 封面新闻
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