超級酷科學：如何能夠搖水成冰？

您可能已經看過一些視頻，這些視頻裡某個人或魔術師拿來一瓶普通的冷水，突然搖晃它或是將瓶子拍打在桌子上，整個瓶子裡的水瞬間變成冰。這是什麼神奇的魔術？

好吧，讓我們告訴您，這不是魔術，是科學，而且是非常簡單的科學。是的，您絕對可以在家中嘗試一下這個神奇的過程。

成核作用

當任何物質改變狀態時（例如液態水變成固態冰），該過程都會涉及「成核作用」。那是當物質中存在缺陷時，例如水中的灰塵和微粒，新狀態可以用作一種錨點或核，以便從一種狀態轉換為另一種狀態。一個分子在核上形成冰晶，這會產生更多的冰表面積，導致更多附近的分子變為冰，從而產生更多的冰表面積，進而導致更多附近的分子變為冰...你懂的。

通常，水中存在許多核。因此，當您將一瓶水倒入冰箱時，它會開始凍結整個液體中那些缺陷的周圍。由於水不均勻，這稱為異質成核。裡面有東西，隨著時間的流逝，冰在整個水中形成。

但是，也有可能會產生均相成核。當水中沒有雜質時就會發生這種情況，因為隨著水的溫度越來越低，冰周圍就不會形成核。這是產生「即時」冰的過程。

冰箱中的超酷科學

水在0攝氏度（32華氏度）時會凍結。但是，純淨的水，就像您從商店購買的純淨水（不是礦泉水哦）一樣，裡面除了水分子之外什麼都沒有。因此，沒有什麼可以啟動通常的異質成核過程。

如果您有幾瓶純淨水，可以將其放入冰箱，並保持幾個小時不受幹擾（不得移動，請勿觸摸）。它們仍然會是液態的，因為其中沒有核的純淨水只能在-42攝氏度（-43.6華氏度）時凍結。而現在，它只是一種過冷的液體，這聽起來是不是很酷？

水凍結所需的確切時間取決於水瓶和冰箱的大小，但要使水達到這種過冷狀態大約需要兩個半小時到三個小時。

經過這幾個小時的準備，即時冰塊的「即時」部分才發生。但這太神奇了。你要小心地從冰箱中取出瓶子。然後搖一搖或將其砸在桌子上。此刻，任何東西都可以充當核 —— 氣泡、瓶子的輕微凹痕，甚至任何微小的變化就足以引起均勻的成核作用。

一旦出現幹擾，均勻的水分子將很快變成冰，看起來就是瞬間成冰。

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