牛逼物理：讓水沸騰到結冰

一切皆有可能！

如果你有將傳統信條丟出窗外的覺悟，那你可以試試將這杯水一直煮到結冰。

沒錯，正如文章結尾處的Cody實驗室視頻中演示的那樣，在燒杯中的水沸騰幾分鐘後，水會逐漸結冰直至凍成一坨。簡直屌炸天，不是咩？

那麼，這裡到底發生了什麼？

首先，讓我們瀏覽一下我們的裝備。在正常條件下，你根本不可能將什麼東西沸騰直到結冰，所以呢，請把你的水壺丟掉，謝謝。

正如視頻中所說的，你需要一個壓力艙，用真空泵將其中的空氣全部抽走。Cody在裡面放了一個裝滿60ml室溫自來水的燒杯。

壓力艙的後面還放著一些無水硫酸鎂和外面塗著硫酸鈣的瓶子。

這兩種東西實際上並沒有幫助我們完成這項逆天的過程，它們僅僅是為了吸收壓力艙內的水蒸氣，以防止其受損。

之後我們向水中加了一些固體方解石作為「沸石」，這並不會對溫度有什麼影響，但是卻能夠防止液體爆沸。

好了，一切就緒，我們可以開始實(zhuang)驗(bi)了。

在壓力艙內部，水不會因為壓力增加而沸騰，相反，只有減小壓力水才會沸騰。

正如Cody在視頻中解釋的，液體的沸點決定於溫度和壓力兩個方面，液體溫度越高，所需壓力越大。

在100℃下(水的正常沸點)，所需的壓力是一個「標準大氣壓 」，或者說是「0.101325兆帕(MPa)」。當達到這個條件時，水開始沸騰，並從液體轉化為氣體(蒸汽)。

在室溫下，氣壓很低，所以水表現的很穩定，也不會沸騰。

運用以上的原理，你可以將室溫下的水放入壓力艙中，然後減少空氣(以此獲得低氣壓)，幾分鐘後你就會看到常溫下的水沸騰了，但是你還沒加熱呢。

Cody表示，從理論上說，如果我繼續降低氣壓，水則會繼續沸騰。實際上這是一個損失熱量的過程，因為水分子的不規則運動，熱能將會轉化為動能，水會變成氣體離開燒杯，這會讓燒杯中剩下的水逐漸冷卻。

你可以看到視頻中水在沸騰時，溫度實際上已經下降到冰點以下了。

美國加州哈佛西湖分校物理系的研究者解釋「解釋」說，當你用降低氣壓的方法使水沸騰時，仍處於液體狀態的分子會給氣態分子提供能量。

他們還補充道，很明顯，氣體分子比那些無法克服分子間作用力的水分子擁有更多的動能。

所以呢，液體沸騰的過程是不斷損失熱量的過程。繼續使用真空泵降低壓力艙的氣壓，會讓沸騰的過程繼續。最終，液體的溫度降到冰點以下，它就結冰啦~

那麼，現在你明白了吧。視頻全程你都會發現Cody在讓水沸騰的時候都無比蛋定，甚至燒杯都不會有一絲損壞。

物理，真TM牛逼！

[千里之外 via sciencealert]

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