冷庫(kù)溫度降到零攝氏度以下,為什么貨物不會(huì)結(jié)冰?
來(lái)源: 作者: 更新于:2019年09月20日 10時(shí) 閱讀:0
【前言】冷庫(kù)里溫度降到零攝氏度以下,到了水結(jié)冰的臨界點(diǎn)。但是有時(shí)候在冷庫(kù)里的貨物不會(huì)結(jié)冰?具體原因是什么?下面甘肅萬(wàn)能制冷設(shè)備公司為大家講解其中的原因。
Q:冷庫(kù)溫度降到零攝氏度以下,為什么貨物不會(huì)結(jié)冰?
在常壓環(huán)境下,0℃純水凍結(jié)成冰時(shí),體積會(huì)增大約1/9(水體積最小時(shí)為4℃)。
但是在冷庫(kù)零攝氏度以下時(shí),并不一定會(huì)發(fā)生結(jié)冰的情況。原因可能有以下四點(diǎn):
冷庫(kù)內(nèi)的濕度小,空氣中的水蒸氣含量過(guò)低,無(wú)法形成冰晶核。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是水太少,即使溫度達(dá)到水的結(jié)冰點(diǎn)(0℃)無(wú)法結(jié)冰或者無(wú)法識(shí)別;
冷庫(kù)內(nèi)的電控設(shè)備故障。比如溫度計(jì)壞了無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量溫度,冷庫(kù)實(shí)際溫度沒有達(dá)到零下2.5℃;
冷庫(kù)存儲(chǔ)的貨物含有鹽分,導(dǎo)致結(jié)降低。以鹽水為例,據(jù)測(cè)定,含鹽30%的鹽水,冰點(diǎn)為零下21℃;
水的過(guò)冷現(xiàn)象,即使冷庫(kù)中有液態(tài)水存在,任然不會(huì)結(jié)冰。
萬(wàn)能制冷設(shè)備小課堂:水過(guò)冷卻原理解析
水結(jié)冰首先是在0攝氏度以下,形成小的冰晶核,冰晶核順著從溫度低向溫度高的方向進(jìn)行生長(zhǎng),冰晶核長(zhǎng)大的過(guò)程就是結(jié)冰的過(guò)程。
一般我們會(huì)認(rèn)為水的凝固點(diǎn)為 0℃,也就是水在 0℃以下會(huì)凍結(jié),但大自然中還存在著一種神奇的水的狀態(tài),水在 0℃以下仍會(huì)以過(guò)冷水的型態(tài)存在。此時(shí)的水的內(nèi)部形成了很多微小的冰核,但整個(gè)水體仍然處于液體狀態(tài)。這是因?yàn)橛梢簯B(tài)水轉(zhuǎn)變成冰的過(guò)程存在有一個(gè)能量狀態(tài)。
液態(tài)水具有比冰還要高的熵能(enthalpy),即結(jié)冰是一個(gè)釋放能量的有利過(guò)程,但在冰晶核化的過(guò)程中,必須創(chuàng)造水與冰的界面,而這個(gè)界面(表面)也是一種能量,這可由表面張力的單位"焦耳每平方公尺"(單位面積的能量)看出,此界面的形成便是冰晶核化過(guò)程的能量障礙。
因?yàn)楫?dāng)水中一個(gè)冰胚(ice embryo)初形成時(shí),其「表面積/體積」的比值相當(dāng)?shù)拇?而創(chuàng)造表面積的能量也遠(yuǎn)高於由水轉(zhuǎn)變成冰所放出的"體積能"。
因此水會(huì)以過(guò)冷(supercooling)的型態(tài)存在.由於冰晶的核化速率為非常強(qiáng)的過(guò)冷度的函數(shù),過(guò)冷度愈高愈不易維持液態(tài)水的存在;且過(guò)冷的液態(tài)水可能保持短時(shí)間內(nèi)不結(jié)冰,但時(shí)間久了終究會(huì)凍結(jié),這種現(xiàn)象叫水的過(guò)冷卻現(xiàn)象。