制作速溶冰和啤酒冰沙

制作速溶冰和啤酒冰沙

拉响警报:水在 0°C 时不会结冰。或者至少并非总是如此。实际上,你可以将水(以及大多数液体)冷却到冰点以下!事实上,一些科学家曾经记录到纯水在 -46°C 时的温度,至少在瞬间,水就会瞬间结冰。

这听起来很疯狂,但液体在凝固点不会自动变成固体。如果你仔细想想,就会发现水和冰完全不同。它们有不同的结构。冰的密度甚至比水低 8%。(犹他大学化学家瓦莱丽亚·莫利内罗说,水是唯一一种固体密度小于液体密度的化合物。她还指出,过冷水的密度实际上比室温液态水低 20%。)

要启动将水变成冰的过程,就需要改变现状。如果没有杂质,水就会变得越来越冷。作为参考,你的冰箱温度大概在 -18°C 左右。

但是只要加入一粒灰尘、一块冰块、液体容器上的划痕,甚至是一次意外的碰撞,整个场景就会在你眼前瞬间冻结。

这种现象称为过冷或过冷,可以成为您下一次聚会的魔术!经过一番计划,准备用您的魔法震惊朋友和客人。您将在他们眼前将水变成冰。或者,如果您超过 21 岁,可以将液态啤酒变成啤酒冰沙!

使用方法:

  1. 将几瓶蒸馏水或清啤酒放在冰箱安静的地方。

* 对于啤酒,您需要一种没有明显颗粒的啤酒。理想情况下,啤酒也装在透明的瓶子里,这样您就可以观察它。建议:科罗娜啤酒。 * 因为气泡会引发结晶,所以在将啤酒放入冰箱之前,请考虑稍微打开一点以减轻压力。这样,当您稍后尝试打开瓶子时,突然出现的气泡不会导致啤酒在您展示之前结冰。 * 作为参考,将一瓶自来水也放入冰箱。当自来水结冰时,您就知道蒸馏水已经准备好了。啤酒可能需要更长的时间才能过冷,因为它含有酒精。但是,您仍然可以测试其中一个啤酒瓶以防万一。 2. 总的来说,这大约需要两个小时,但这取决于冰箱的强度。一个半小时后,每 15 分钟检查一次。准备好后将瓶子从冰箱中取出。请记住,冷冻的啤酒瓶可能会爆炸,所以要小心。

3.5 小时后,我的第一组水瓶先结冰,然后自来水瓶才完全结冰。谢天谢地,我的第二组水瓶看起来仍然像液体。Marissa Shieh/Popular Science
  1. 制作啤酒冰沙时,将冰块放入大碗中,然后将啤酒倒在冰块上。啤酒应该会在你眼前从液体变成冰沙。
因为家里没有冰,所以我用了一根冰棒。它和冰块一样好用,让我知道我确实制造出了过冷水!Marissa Shieh/Popular Science
  1. 至于这瓶水,有多种方式可以展示它:

* 与啤酒冰沙的做法相同。液体碰到冰块时应该会变成冰。 * 将瓶子从冰箱中取出。在桌子上敲击或用手拍打瓶子,观察冰块似乎凭空出现。 * 将水倒入聚苯乙烯杯中(您也可以提前准备,只需将水放在用保鲜膜覆盖的杯子中而不是瓶子中,让其过冷即可)。将冰块悬挂或放入水中,观察冰晶在冰块周围形成。

警告:不要喝这种过冷的液体。科罗拉多州立大学的汤姆·希尔警告说:“它可能会把你的牙齿弄掉,因为它会在两颗牙齿之间冻结,并把它们推开。”不过,啤酒冰沙是可以安全食用的。

为什么会发生这种情况?从液体变成冰通常需要成核剂。这些成核剂可能是前面提到的冰块、一点灰尘、水中的矿物质,甚至是瓶子里的划痕。然而,莫利内罗说,如果没有成核剂,小冰晶变大在能量上是不利的。相反,冰晶会变回液体。

然而,如果液体中存在灰尘或矿物质,液体和固体之间的平衡就会发生变化。该物体的表面开始催化从液体到固体的转变。水分子与表面结合。这引发了连锁反应,因为越来越多的分子与这个不断增长的质量结合,直到瓶中的水变成固体。

这就是自来水和浑浊啤酒无法用于这个魔术的原因。它们太容易结冰,而不是过冷。

然而,无论是超冷液体还是常规冷冻液体,结晶都只在一个点开始。希尔说,在正常的冷冻瓶中,结晶更可能从瓶底开始。冷冻空气使瓶子表面附近的液体分子冷却下来,这些较冷的分子会沉到瓶底。五到十分钟内,整个瓶子就结冰了。

在过冷液体中,结晶开始于成核剂周围,并从那里扩散。

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