临界冰核证实真实存在 中国科学家是如何证实这一现象的存在

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酒酿小圆子 关注
2019-12-19 13:55:07

导读:【厉害了】临界冰核证实真实存在,中国科学家是如何证实这一现象的存在。跟着小编一起看看究竟是怎么一回事吧?

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冰晶在我们的日常生活中随处可见,晶莹剔透的雪花、从天而降的冰雹、抑或是冰镇爽口的饮料,都离不开冰晶的形成。近日,临界冰核证实引发大家关注。那么,临界冰核证实是怎么回事?是怎么被证实的?水是怎么变成冰的?

近百年前,美国物理学家吉布斯基于简单假设,给出了“临界冰核”这一答案。然而,“临界冰核”的真实面目却始终没人见过。12月19日凌晨,新一期《自然》杂志发表了中国科学院化学研究所、中国科学院大学及河北工业大学研究人员的成果。他们证实了水结冰过程中临界冰核的存在,并给出了临界冰核的尺寸和过冷温度的相互关系。

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自然界的物质在特定条件下会自发从一个状态变成另一状态。例如,低温下的水会结成冰,这被科学家们称为“相变”。吉布斯等人提出相变的“经典成核理论”,预言相变需要经过“成核”过程。近年来,这一经典理论受到新实验证据的质疑。“比如,过冷水中可以偶然形成不同大小的冰核,当形成的核超过一个临界尺寸时,临界核形成,相变才开始自发发生。”该论文通讯作者、中科院化学研究所研究员王健君解释。要证明吉布斯的预言,则必须找到“临界冰核”。

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根据热力学,水分子在溶液中会不停地进行热运动;当温度低于冰点,水分子会趋向进行有序的排列。冰核的形成就是水分子的无序热运动和水分子有序排列的竞争结果。然而,目前而言,人类对“水”-“冰核”之间的转变知之甚少。临界冰核证实意味着“临界冰核”真实存在。

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