水在多少度结冰
不结冰的水
不结冰的水易川栋“欲渡黄河冰塞川，将登太行雪满山。
”在我们的常识中，当温度等于或低于0℃时，水便会结冰；随着温度升高到0℃以上，冰又会融化成水。
但是，自然界的神奇之处就在于偶尔不按常理出牌——你有没有见过在0℃甚至0℃以下都不会结冰的水呢？这种看似不可能的现象其实是存在的，我们将这种在低于0℃的环境中仍不结冰的水称为“过冷水”。
我们知道，水在自然界中通常以三种状态存在——固态的冰，液态的水和气态的水蒸气。
冰是一种晶体，也就是说水凝固成冰的过程实际上是一个结晶的过程。
低于0℃而不结冰的“过冷水”就是无法结晶的水，它处于一个非常不稳定的亚稳态，只要受到微小的扰动或者所处环境发生微小的变化，这种亚稳态就会被打破从而迅速结冰。
根据化学动力学中相关的原理，影响溶液结晶过程的因素主要有温度、饱和度、晶核及其生长速度等。
对于我们这里谈及的问题来说，由于主要溶剂与溶质都是水，讨论饱和度没有很大的意义，因此我们只讨论其他几个因素。
首先来说说晶核。
同学们可以把结晶的过程看作一个从种子到发芽，再成长到遮天蔽日的大树的过程，而晶核就相当于这棵树的种子——结晶过程中首先形成的晶体的胚芽。
水的晶核就是水中所含的杂质——可以是一些悬浮在水中的细小微粒，也可以是水中存在的微生物，甚至是微量溶解于水中的二氧化碳、氧气等气体。
当水温达到0℃时，由于这些杂质与水具有完全不同的性质，因此它们的存在就像是引爆炸弹的导火索一样拉开了水凝结成冰这一过程的序幕，而且在结冰的过程中这些杂质发挥了重要的作用。
这也很好的解释了为什么在日常生活中我们几乎很难看到“过冷水”这种现象——日常生活中我们接触到的水都不是纯净水（化学定义上的纯净水是指不含杂质的H2O，而不是我们通常在便利店里买的瓶装纯净水），它里面或多或少含有不同的杂质，因此只要温度降到0℃，在这些杂质的“带领”下，水迅速变成了冰。
至于为什么这些杂质能充当晶核从而导致水的结冰，这里涉及到化学动力学中和吉布斯自由能、表面能相关的知识，同学们在今后的深入学习中会了解到，有兴趣的同学也可以去翻阅相关的资料或请教相关学科的老师，不要埋没了自己的好奇心！在非均相系统（这里可以理解为一个由水和容器所构成的环境）中，除了杂质，容器的内壁也是形成晶核而导致结冰的一个重要因素，有时候容器壁上的成核速度会高于溶液中杂质的速度，在这种情况下可以简单地认为结晶是由容器壁引起的（尽管结晶是个多因素导致的结果）。
关于水瞬间结冰的原理
关于水瞬间结冰的原理
水瞬间结冰是因为冷却速度非常快，使得水中的分子无法有足够的时间重新排列和组织成为冰晶。
水分子在常温下是以液态形式存在的，而当温度低于0摄氏度时，水分子会开始缓慢地重新排列并形成冰晶。
然而，当冷却速度非常快时，水分子没有足够的时间进行重新排列，从而形成了类似冰的固态结构。
这个过程被称为“超冷冻”，即水的温度低于0摄氏度，但尚未形成冰晶。
当这种超冷冻的水受到扰动或接触到冰核时，它会迅速结晶形成冰块。
这种现象常见于实验室中的低温实验、极寒地区的冰冻湖泊以及高压水管爆裂时。
科学实验教案 水结冰了
《水结冰了》教案【教学目标】科学概念：1、当环境温度低于0℃，水的温度下降到0℃时，水开始结冰，从液体状态变成了固体状态。
2、水在结冰过程中，要向周围放出热量。
过程与方法：1、观察、记录冰的特征，并比较冰和水的相同与不同。
2、观察水结冰过程中的温度及其他变化。
情感、态度、价值观：1、乐于在实验观察活动中保持认真、细致的态度。
2、初次感受、体现物质状态的变化。
【教学重点】观察冰的特点和水结冰过程中的温度变化【教学难点】水为什么会结成冰【教学准备】小组：观察用冰块及盛放冰块的浅盘，保温杯1只、冰块1杯、试管1支、8毫升纯净水（或自来水）、水温计1支。
【教学过程】一、冰的观察1、师：同学们一定见过冰吧，能说一说冰是什么样子的吗？2、师：每个小组桌上放着冰，这是老师昨天把水在冰箱的冷冻槽中，今天取出来的一些冰，今天我们就来观察一下冰是怎么样的和水为什么结成冰了。
板书：水结冰了3、师：接下来我们就来认真的观察冰，及时把冰的特点记录在维恩图中，同时要注意手小心被冰冻坏。
4、学生观察后汇报交流。
（预设：冰是没有颜色的、没有气味的、透明的、比较硬、很光滑、温度低、易融化、冰块会浮在水上面、水结冰后占据了更大的空间等。
）5、水是我们上学期所探究过的，它的特点肯定还记得，我们把水和冰做一个比较，及时把结果记录在维恩图中。
6、学生比较后汇报。
（预设：水是没有颜色的、没有气味的、透明的、会流动的、没有固定形状的液体等；水和冰的共同点：都是没有颜色的、没有气味的、透明的）7、师：大家一起来看一下这个维恩图，水和冰的相同点和不同点都展现在这里，水是液体，那么冰呢？（学生发表意见，并请他们阐述原因。
）通过争论得出结论：（1）冰是固体，因为冰具有固体的特点。
（2）水结成冰以后，形态发生了改变，从液体变成固体。
（设计意图：此环节通过观察让学生初步了解冰的特征。
水可以变成冰，通过比较渗透由液态水可以变成固态冰的物理变化。
）二、水在什么温度时结冰1、师：我们知道了把冰放在冰箱冷冻槽内里水会结冰，但水到底是在什么温度的时候会结冰呢？我们一起来探究一下吧。
超纯水的不结冰的最低温度
《超纯水的不结冰的最低温度》同学们，今天咱们来聊聊一个很神奇的话题——超纯水的不结冰的最低温度。
你们知道吗，普通的水到了0 摄氏度就会结冰。
但是超纯水可不一样！超纯水是一种特别纯净的水，纯净到几乎没有杂质。
科学家们经过很多次的实验，发现超纯水要在零下40 多摄氏度才会结冰呢。
我给你们讲个小故事。
有个科学家，为了弄清楚超纯水的这个特性，在实验室里待了好多天。
他一次次地调整温度，一次次地观察，特别认真。
想象一下，在一个很冷很冷的实验室里，仪器上的数字不断变化，科学家的眼睛紧紧盯着超纯水，期待着那个神奇的瞬间。
为什么超纯水能这么抗冻呢？这是因为它太纯净啦，没有那些能让普通水容易结冰的杂质。
同学们，是不是觉得很神奇？以后咱们要是遇到关于水结冰的问题，可别忘了超纯水的这个特别之处哟。
《超纯水的不结冰的最低温度》同学们呀，咱们来聊聊超纯水不结冰的最低温度。
超纯水可不是咱们平常喝的水，它特别特别纯净。
你们可能会想，水不就是水嘛，能有啥特别的。
但是超纯水真的不一样！科学家们发现，它要到特别低的温度才会结冰，大概在零下40 摄氏度左右。
我听说有一次，有个学生跟着老师去实验室看超纯水的实验。
他们把温度一点点降低，等啊等，终于看到超纯水在特别低的温度下开始有结冰的迹象了。
这个学生可兴奋了，他觉得这太神奇啦，原来水还能这样。
超纯水之所以这么难结冰，就是因为它里面几乎没有杂质捣乱。
同学们，了解了超纯水的这个特点，是不是觉得大自然很奇妙？《超纯水的不结冰的最低温度》同学们，今天咱们说一说超纯水不结冰的最低温度。
大家都知道水到0 度就结冰，可超纯水可不一样哦！超纯水那是非常纯净的水。
有个科学家，为了搞清楚它不结冰的最低温度，做了好多好多实验。
在实验室里，温度一点点下降，大家的心都提到嗓子眼儿了。
终于，发现超纯水要到零下40 多度才会结冰。
比如说，冬天的时候，咱们外面的水都结冰了，但是超纯水还能保持液态。
这是因为超纯水里没有那些能让水容易结冰的东西。
为什么冰面以下的水不会结冰？
在寒冷的季节，为什么冰面下的水不结冰？一般的东西都是热的时候体积胀大，密度也就相应的减小，冷的时候体积缩小，密度也就变大了。
而水比较特殊，水的温度在4度的时候密度最大。
所以在比较大的水体中，例如湖泊。
在湖水中不是所有水都是同样的温度。
当水比较冷的时候4度的水由于密度最大就会沉到湖底，1度2度的水就会浮在水面上。
当空气温度在0度左右的时候，湖水从上到下的温度是这样的：湖面0度1度2度3度4度湖底所以当空气温度低于0度时，湖面的水先结冰，随着温度越来越低，冰层慢慢的向湖底延伸，但是冰层越厚反到起到阻挡冷空气的作用，所以一般湖底的水是不结冰的。
由于冰是热的不良导体,所以冰的下表面依然保持0度.冰面下的水不结冰,依然流动,越往上温度越低。
再加上冬天地下是比地上的温度高的，所以很多情况下湖底地面的温度会大于0度，所以湖底水不结冰冰下的水把热量传到低温的空气中是要一定时间的。
水与空气的温差越大，传递越快，所以越冷的天气，越容易结冰；冰层越厚，传递越慢，正所谓“冰冻三尺非一日之寒”。
另：为什么冰面下的水不会结冰？解：水的温度下降到0度以下，就会结冰。
大多数的物体都是热膨冷缩。
水在4℃以上时，也是热胀冷缩的，但是当它在4℃以下时，就变成了热缩冷胀了。
冬天，跟冷空气直接接触的水，总是水面散热较快。
当水的温度在4℃以上时，由于热膨冷缩的关系，表面上温度较低的水，总要不断下沉，底部温度较高的水总要不断上升，形成对流现象。
这样一来，原来上面较冷、下面较暖的水，很快就会达到温度均匀了。
如果继续冷却，等到表面上的水冷到4℃以下时，就变成热缩冷膨了，表面上的水反而比表面下的水来得轻（指密度较小），也就不再产生对流现象。
由于没有了对流，水的温度不容易均匀；在比较深的水里，虽然表面上的水已经到0℃，底部的水还可以继续保持在4℃左右，因此总是表面的水先结冰。
而水下不易结冰。
新三年级 4结冰与融化
4结冰与融化教学目标：1、科学知识：当环境温度低于0℃，水的温度下降到0℃时，水开始结冰，从液体状态变成了固体状态。
水在结冰过程中，要向周围放出热量。
2、科学探究：观察、记录冰的特征，并比较冰和水的相同与不同。
观察水结冰过程中的温度及其他变化。
3、科学态度：、乐于在实验观察活动中保持认真、细致的态度。
4、科学、技术、社会与环境目标：感受、体现物质状态的变化。
教学重点：观察冰的特点和水结冰过程中的温度变化教学难点：水为什么会结成冰教学准备：观察用冰块及盛放冰块的浅盘，保温杯1只、冰块1杯、试管1支、8毫升纯净水（或自来水）、水温计1支，盐。
第一课时教学过程：一、冰的观察1、师：同学们一定见过冰吧，能说一说冰是什么样子的吗？2、师：每个小组桌上放着冰，这是老师昨天把水在冰箱的冷冻槽中，今天取出来的一些冰，今天我们就来观察一下冰是怎么样的和水为什么结成冰了。
板书：水结冰了3、师：接下来我们就来认真的观察冰，及时把冰的特点记录在维恩图中，同时要注意手小心被冰冻坏。
4、学生观察后汇报交流。
5、水是我们上学期所探究过的，它的特点肯定还记得，我们把水和冰做一个比较，及时把结果记录在维恩图中。
6、学生比较后汇报。
7、师：大家一起来看一下这个维恩图，水和冰的相同点和不同点都展现在这里，水是液体，那么冰呢？（学生发表意见，并请他们阐述原因。
）通过争论得出结论：（1）冰是固体，因为冰具有固体的特点。
（2）水结成冰以后，形态发生了改变，从液体变成固体。
二、水在什么温度时结冰1、师：我们知道了把冰放在冰箱冷冻槽内里水会结冰，但水到底是在什么温度的时候会结冰呢？我们一起来探究一下吧。
2、指导学生阅读书，然后请学生讲讲这个实验应该怎么做？预设：（1）在细而短的试管里加入大约8毫升左右的纯净水，用温度计测量并记录试管里水的温度。
（2）拿一只塑料杯（为了保温在外面包裹一块干毛巾），在杯内装满碎冰，把试管插入碎冰中。
用温度计观试管里的水温的变化。
水结冰分子间隔
水结冰分子间隔
水变成冰,体积增大,分子间隔增大；
冰变水,体积减小,分子间隔减小。
这是因为水会反常膨胀。
反常膨胀，是指一般物质由于温度影响，其体积为热缩冷胀。
在由冰变成水的过程中分子间隔是减小的，等到水温大于4摄氏度之后分子间隔会增大由水变冰在温度大于4摄氏度时分子间隔逐渐缩小。
一旦小于4摄氏度又会增大，而后变成冰之后又减小．或者简单说水变冰，体积增大，分子间隔增大；冰变水，体积减小，分子间隔减小．这是因为水会反常膨胀。
四年级科学人教版水结冰了课件
0℃结冰
0℃结冰
水的冰点是0℃
பைடு நூலகம்
小知识
液态的水凝固成冰以后，水分子的排布方式 发生改变，间隙变大，致使水结冰后体积膨胀。
水分子结冰前
水分子结冰后
怎样测固体的体积
怎样测固体的体积
高 宽
长
怎样测固体的体积
高 宽
长 体积= 长x宽x高
怎样测固体的体积
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水结冰了
年 级：四年级 学 科：科学（人教/鄂教版）
水
冰
水冷 冰
水 温度 冰
《水结冰了》
水 温度 冰
盐 冰
冰盐混合物
读作：零摄氏度
读作：零摄氏度 写作：0℃
读作：十三摄氏度
读作：十三摄氏度 写作：13℃
读作： 零下十四摄氏度
读作： 零下十四摄氏度
写作：-14℃
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一、水在多少度结冰
在标准大气压下，水结冰的温度是0℃，水沸腾的温度是100℃。
沸腾是指液体受热超过其饱和温度时，在液体内部和表面同时发生剧烈汽化的现象。
液体沸腾的温度叫沸点。
不同液体的沸点不同。
即使同一液体，它的沸点也要随外界的大气压强的改变而改变。
水在零摄氏度以下由液态凝聚为固体状态，称其为结冰。
二、水结冰带来的危害
一般物体都有热胀冷缩的性质，但并不是任何物体，比如铸铁就有反常膨胀的性质，这样，用铸铁浇铸的器件，图案就比较清晰。
还有比较常见的例子就是水在0～4℃之间也具有反常膨胀的性质，这会使冬天的池塘先从水面结冰，而水底的温度保持4℃，保证了水中生物的安全越冬。
不过，题主的问题严格的说，属于另一个问题，是因为冰的密度(0.9×10³kg/m³)小于水的密度(1.0×10³kg/m³)，水在结冰时，体积增大，将盛水的容器和水管胀破的。
水结冰膨胀的危害天气冷水管爆裂什么原因图1
其实，很早以前人们就发现了，据记载，生活在南美洲的古印第安人就利用这种现象开山劈石。
当寒冬到来之时，古印第安人就在山石的缝隙中灌上水，气温降低，石缝中的水结成冰时产生的压力就将山石劈开。
解放初，在修建川藏公路时也采取了这样的方法。
同时，也可看出，水结冰时产生的力是十分巨大的，当然还会有很多应用。
将汽车表面的漆去掉，是件很令人头疼的事，前苏联一位工程师突发奇想，令人在汽车表面喷水，当时天气寒冷，滴水成冰，喷在车上的水很快结冰，靠膨胀产生的力将车漆与车体分离。
美国有一家工厂需要制作一个钢铝双金属罐，要将0.25mm厚的铝片紧密的贴在圆柱形钢罐的内侧。
铝片太薄，找了许多的焊接专家和锻压专家都没有解决问题。
最后，问题交到了“圣迪亚”实验室，这里的研究人员使用了一种巧妙的方法，先将铝片贴在钢罐的内壁，然后在罐中灌满水水中通入制冷管，然后将罐口封闭并开始制冷。
当筒内的水结成冰时，产生的巨大压力就将铝片紧紧的压在钢罐上。
再补充一个生活中的小例子，新买的鞋子有点夹脚，不要紧，用塑料袋装上水，放入鞋中，再将鞋子放入冰箱的冷冻室，等水结冰后拿出来，冰熔化后再穿就不夹脚了。
任何问题都有两面性，有利就有弊。
利用水结冰膨胀可以为人们做有益的事，但也会给人们造成危害，比如将盛水的容器胀破。
所以，大家一定注意设法防止水结冰带来的危害，比如冬天裸露在空气中的水缸、水管等要用保温材料包裹。
冬天洗衣机洗完衣服要将水排净；瓶装、罐装的饮料不能放在冰箱的冷冻室储存。