利用超冷技术制作速溶冰沙

拉响警报：水并不总是在应该结冰的时候结冰。事实上，你可以将水和大多数其他液体冷却到它们通常结冰的温度以下。科学家曾经将水冷却到 -51°C 的极低温度，而 H ₂ O 至少在瞬间冻结之前保持液态。但忘记科学家吧——你可以利用这种称为过冷或过冷的现象来制作速溶冰沙——甚至是啤酒冰沙。

首先，让我们看看科学原理。这听起来很疯狂，但液体在冷却到冰点时不会自动变成固体。即使在低温下，比如普通冰箱的 0°F，也需要一个过程才能将水变成冰。这两种物质从结构到密度都非常不同（冰的密度比水低 8%）。因此，启动这一转变过程需要某种东西来打破现状。

换句话说，液体中一定含有某种水分子能轻易结合的杂质。没有这样的因素，虽然可能会形成小冰晶，但它没有能量长大。新生的冰晶将变回液体，而液态水将不断变得越来越冷，直到达到过冷状态。过冷水和正常液态水之间的区别不仅限于温度——犹他大学化学家瓦莱丽亚·莫利内罗表示，较冷流体的密度实际上要低 20%。当液体处于这种状态时，其温度低于其凝固点，就会变得不稳定。再加上一粒灰尘、一块冰块、容器上的一道划痕，甚至是一次意外的碰撞，整个容器就会在你眼前瞬间冻结。

这是因为，在正常情况下，液体中的杂质（例如那粒灰尘）可以稳定小冰晶的形成。分子会轻轻地与这个外部物体结合，随着越来越多的分子附着在不断增长的质量上，开始连锁反应。因此，杂质引发了从液体到固体、从水到冰的转变。所以如果你想自己制作过冷液体，不要用自来水或浑浊的啤酒来尝试：它们里面有太多东西，这使得它们更容易结冰而不是过冷。

有趣的事实：无论是在超冷液体中还是在常规冷冻液体中，结晶过程都始于一个点。科罗拉多州立大学的汤姆·希尔 (Tom Hill) 表示，在普通瓶装水中，结晶更可能始于瓶底。寒冷的空气首先冷却最靠近瓶子表面的液体分子，这些较冷的分子会沉到瓶底。五到十分钟内，整个瓶子都会结冰。另一方面，在超冷液体中，冷冻过程始于杂质周围，杂质可能位于瓶子的任何地方，并从那里迅速蔓延开来。

超冷不仅在科学上很有趣，它还能让你瞬间将水冻结成冰。这是一个很棒的派对技巧。经过一些计划，准备好让朋友和客人惊叹于在他们眼前将水变成冰的神奇力量。如果你年满 21 岁，你还可以将液态啤酒变成啤酒冰沙！方法如下。

警告：不要饮用过冷液体！

希尔说：“它可能会把你的牙齿打掉，因为它会在两颗牙齿之间冻结，并将它们推开。”然而，一旦冻结，它就安全了——所以请放心喝下那杯啤酒冰沙吧。

材料

• 几瓶水（不是自来水）。自来水即使可以安全饮用，也可能含有太多杂质，无法使其过冷而不结冰。此技巧最适合蒸馏水；但是，我也使用瓶装水取得了适当的效果。
• 一瓶自来水（作为指标）
• 可选：几瓶啤酒。选择透明瓶装的品牌，例如 Corona，这样您就可以观察它。由于气泡会引发结冰，因此在将啤酒放入冰箱之前，可以考虑打开一点，以减轻压力。这样，当您稍后尝试打开瓶子时，突然出现的气泡不会导致啤酒在您展示之前结晶。
• 冰块或冰棒
• 大碗
• 可选：聚苯乙烯杯

指示

1. 将您想要过冷的液体放在冰箱不受干扰的区域。
2. 作为指示，在冰箱里也放一瓶自来水。当自来水结冰时，你就知道蒸馏水（从现在开始，为了清楚起见，我将把想要过冷的水称为“蒸馏水”）已经过冷并可以使用了。注意：啤酒可能需要更长的时间才能过冷，因为它含有酒精。但是，当蒸馏水准备好时，你也可以测试其中一个啤酒瓶以防万一。
3. 总而言之，蒸馏水大约需要两个小时才能冷却，但具体时间取决于冰箱的强度。一个半小时后，每 15 分钟检查一次瓶子。准备好后，将瓶子从冰箱中取出。请记住，冷冻的啤酒瓶可能会爆炸，所以要小心。
4. 您的超酷超冷液体已准备好炫耀！首先，将冰块或冰棒块（用于颜色对比）放在一个大碗中。然后将液体慢慢倒在冰上。超冷液体应该会在您眼前变成冰沙。如果您已经制作了啤酒冰沙，请立即饮用。
5. 如果你已经将一瓶蒸馏水过冷，你还可以用其他几种方法玩弄它。拿另一瓶水，在桌子上敲击或用手拍打。在这种力量的作用下，冰似乎会凭空出现。另一个技巧是将水倒入聚苯乙烯杯中（你也可以提前做好准备，只需将水放在用保鲜膜覆盖的杯子中而不是瓶子中过冷即可）。将冰块悬挂或放入水中，观察冰晶在冰块周围扩散。