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用什么把水制冷了(什么可以让水快速冷却)

2023-02-21 12:33:05冷冻知识1

1. 什么可以让水快速冷却

水、油等液体使用淬火工艺可以使钢铁变硬

用淬火,冷却剂可以用水,也可以用柴油、机油;高温煅烧以后的铁或钢,经冷水(或冷却剂)快速冷却叫做淬火。硬度比原来大大增加,但脆性也能增加。原因是淬火后钢的内部组织发生了改变,得到的是一种叫做马氏体的结构组织。马氏体很硬但也较脆。

2. 什么可以让水快速冷却起来

若水的硬度是永久硬度,往往使用以下几种方法。

1)离子交换法:采用特定的阳离子交换树脂,以钠离子将水中的钙镁离子置换出来,由于钠盐的溶解度很高,所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。这种方法是最常用的标准方式。主要优点是:效果稳定准确,工艺成熟。可以将硬度降至0。采用这种方式的软化水设备一般也叫做“离子交换器”(由于采用的多为钠离子交换树脂,所以也多称为“钠离子交换器”)、软水机、软水器。

2)膜分离法:纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子,从而从根本上降低水的硬度。这种方法的特点是,效果明显而稳定,处理后的水适用范围广;但是对进水压力有较高要求,设备投资、运行成本都较高。一般较少用于专门的软化处理。

3)石灰法:向水中加入石灰,主要是用于处理大流量的高硬水,只能将硬度降到一定的范围。

4)电磁法:采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性,从而改变碳酸钙(碳酸镁)沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。其特点是:设备投资小,安装方便,运行费用低;但是效果不够稳定性,没有统一的衡量标准,而且由于主要功能仅是影响一定范围内的水垢的物理性能,所以处理后的水的使用时间、距离都有一定局限。多用于商业(如中央空调等)循环冷却水的处理,不能应用于工业生产及锅炉补给水的处理(同时由于该种设备的机理并未得到真正的理论证实)。

5)加药法:向水中加入专用的阻垢剂,可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性,从而使水垢不能析出、沉积。现工业上可以使用的的阻垢剂很多。这种方法的特点是:一次性投入较少,适应性广;但水量较大时运行成本偏高,由于加入了化学物质,所以水的应用受到很大限制,一般情况下不能应用于饮用、食品加工、工业生产等方面。在民用领域中也很少应用。

3. 什么东西能让水快速变冷

这个问题在《新科学家》上提出来已经有好些年了,一直没有得到令人满意的答案。这一次,我们有意给出几位做过实验的读者的答案,希望能够引起讨论。事实好像违反直觉,但是,热水似乎确实比冷水冻结得更快。对这种现象的最好解释,大概是把盛热水的容器放进制冰室,热接触变得更好了,同时,出现了一种不同的热对流方式加快了水冻结成冰。究竟哪一种效应是主要的,则取决于冰箱、盛水容器和容器摆放的位置。——《新科学家》编者

提问题的朋友提到的那种说法是正确的。制冰块用热水的确比用冷水冻结得更快。如果把盛热水的容器摆放在冷冻室的霜层或冰层上面,就会出现这种效果。这时,温度较高的容器底将下面与之接触的冰层表面融化,极大地改善了容器底与冰层的热接触,加快了容器的散热效率。散热效率的提高,足以抵偿因为是热水而需要散失更多热量而有余。如果将容器架空,或者摆放在冷冻室的没有霜或冰的干表面上,就不会有这种效果。

最早注意到这种效应的是生活在16~17世纪的那位大名鼎鼎的哲学家弗朗西斯·培根,他把一只盛水的木桶放在冰上做实验。我做的实验表明,只要冰箱冷冻室的结霜足够厚,用热水,15分钟就结成了冰块,而用冷水,则需要20分钟。显然,住在澳大利亚的人要比住在寒冷国家的人更希望利用冰箱制冰块的时间能够短一些。最早注意到这种效应的不是弗朗西斯·培根,而是亚里士多德。亚里士多德在他的《气象学》一书中有一段叙述指的就是这种效应:“许多人为了将水尽快冷却,会把水先在太阳下晒一会儿。在冰上捕鱼(在冰层上凿洞,然后在洞口捕鱼)的人,为了在冰上搭建临时棚屋,会在立杆周围浇热水加快冻结,使它们尽快稳固。”

但是,说“如果将容器架空,或者摆放在冷冻室的没有霜或冰的干表面上,就不会有这种效果”,似乎不一定对……——《新科学家》编者

这个问题,《新科学家》早在1969年就提出来了,提问题的读者是坦桑尼亚的一位学生伊拉斯托·姆佩姆巴。他发现,将制冰淇淋的混合液趁热放入冰箱,要比等它凉至室温再放入冰箱,冻结得要快些。我在完成六年级布置的自行设计实验作业时,也同姆佩姆巴一样,实验结果受到了老师的怀疑。

我的实验首先证明了,无论用自来水还是用蒸馏水,结果同姆佩姆巴的冰淇淋混合液是一样的。这说明,这种效果与液体的化学组成无关。其次,我的实验还证明,热水冻结得反而更快,不是热水蒸发体积变小了的缘故。我把热电偶插入水中测量温度,发现温度为10℃的水要比温度为30℃的水更快达到凝固点,这与牛顿的冷却定律是一致的。但是,达到凝固点之后,原来温度较高的水反而会凝固得更快。

我的实验表明,把水放入冰箱冻结为固体,所需时间最长的是温度大约为5℃的水;所需时间最短的是温度大约为35℃的水。这个好像不合理的结果可以用水中的垂直温度梯度来加以说明。如果表面一层液体的温度始终都比下面液体的温度高的话,那么,从液面散失热量的速度就会比液体内温度作均匀分布时,从仅具有平均温度的液面散失热量的速度更快。如果不是把水盛在一个浅碟中,而是盛在一个高金属罐中,就不会有热水先冻结的结果。我猜想,这大概是高金属罐的侧壁散热效果也很好,使得水中的热传导出现了短路的缘故。

当实验结果与根据原来知道的正确知识所预料的结果不相符时,我也是一下子难以放心地接受的。

验证这个问题的经典实验方法,是在寒冷的冬天用两只金属桶分别装上冷水和热水于夜间放置在露天,有风的天气更好。静置不动的水导热性能不好,它的顶层和周围很快就会结冰。如果原来的温度为10℃左右,水体的核心部分会冷却得非常慢,尤其在顶层有浮冰的场合,正常的对流将受到抑制。没有对流,核心部分温度较高的水便没有办法移动到温度较低的金属桶壁,在那里把能量传递到外界。

4. 什么能使水快速冻冰

可以采用以下方法,让水瞬间结冰,前提是环境的温度要低,方法如下:

1、从冷冻室拿出来矿泉水,是液体状态;

2、撞击瓶底,瓶中的水,慢慢出现凝固的冰碴;

3、过5秒钟,冰碴会迅速扩散开;

4、大约10秒后,整瓶水都会变成冰碴;

5、用瓶子的底部敲击地面一下,这时候水瓶里面的水即可很快结成冰块。

5. 让水快速冷却的方法

首先,我们需要准备几瓶没有打开过的,里面没有任何杂质的纯净水。接着,将这几瓶纯净水平稳地放入到冰箱里面冷冻两小时四十五分钟的时间。时间到了之后,我们把它从冰箱里取出来。需要注意的是,在取出来的过程当中,动作一定要轻,并能有剧烈的晃动。

原来,水在结冰的时候需要一个介质让结晶体可以附着聚集,可是在纯净水里面并没有任何的杂质,最后只能维持液体的状态。而此时只需要收到一点外界的刺激(如敲打瓶子),里面的水就会出现凝结成冰的现象。如果你觉得这个实验有趣的话,那就把它分享出去吧。

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