首页 >
冷冻
✍ dations ◷ 2025-04-25 00:54:19 #冷冻
凝固是指在温度降低时,物质由液态变为固态的过程,物质凝固时的温度称为凝固点。目前已知的液体几乎都可以在低温时凝固成为固体,氦是唯一的例外,常压下在绝对零度时仍为液体(液态氦),需加压才能凝固为固体。大多数的物质其凝固点和熔点温度相同。但有些物质的凝固点和熔点会不一様。例如洋菜胶有热迟滞现象:在85 °C会熔化,而凝固点在31 °C至40 °C之间。许多液体在凝固时会结晶,形成晶体的固体。结晶的过程是一阶的热力学相变化,在液态固态共存的期间,系统的平衡温度不变,等于凝固点。结晶主要包括二个现象:成核和晶体生长。成核是指分子开始聚集形成晶核,在奈米尺度以已定义的周期形式排列,其排列方式决定了晶体结构。晶体生长就是晶体持续的变大,最后到达晶核的临界大小。过冷是指液体低于熔点而没有凝固的现象。因为匀相核化结晶(英语:homogeneous nucleation)的活化能,纯液体的结晶一般会在略低于熔点时开始。晶核的形成也表示形成新相和液体之间的相界面,此过程会消耗能量,能量大小依其表面能而定,假如要形成的晶核太小,形成晶核产生的能量无法形成界面,就不会开始成核的现象。一直要到温度够低,可以产生稳定的晶核,才会开始凝固。若容器的表面有不规则,或是有固体或气体的杂质,已经形成的固体结晶,或是存在成核剂或是振动,就可能会有非匀相核化结晶,其中一些相界面的破坏会释出能量,使得过冷点接近或等于熔点。水在一大气压下的熔点很接近0 ℃,若在存在成核剂的情形下,其凝固点会很接近熔点,但若没有成核剂时,水在0 ℃以下就会出现过冷的现象,一直要到−40 ℃才会形成固体。若是在2,000大气压的高压下,水在−70 ℃之前都是处于过冷的状态。凝固过程中多半会放热,也就是说当液体相变成固体时,会释放压力和能量,这部分有些违反直觉,因为除了过冷液体外,液体在凝固时温体不会上升,但若无法持续的将能量由液体中移出,凝固过程就会停止。凝固释放的能量为潜热,一般称为熔化热,也等于等量固体在熔化时需要的能量。低温的氦是已知唯一凝固时不会放热的物质。氦3在0.3K以下有负的熔化热,氦4在0.8K以下有相当轻微的负熔化热,这表示在特定的压力下,需要提供热量才能使氦凝固。像玻璃或甘油等物质会在没有结晶的情形下凝固,这称为无定形体,无定形体也包括一些没有凝固点的聚合物,没有在某一特定温度下有突然的相变化,其粘弹性的特性是在一个温度范围内渐渐变化。这类物质有一性质称为玻璃转化温度,大约可以定义为物质的密度和温度图出现明显斜率变化的“膝点”。因为玻璃转化是一个非平衡的过程,在晶相和液相之间未达到平衡状态,一般不视为凝固。许多生物可以长期忍受摄氏零度以下低温。大部分生物会累积如抗冻蛋白、多元醇,葡萄糖等抗冻剂以避免体内的水结冻。大部分植物其至可以生存在−4 °C至−12 °C的低温。像假单胞杆菌(英语:Pseudomonas syringae)等细菌会产生特殊的蛋白质作为成核剂来,使得水果和植物表面在约−2 °C时结冰,结冻会使得表皮组织受伤,使细菌可以得到中下层植物组织中的养份。在冰冻上千年的冰块中分别有发现存活的更新世肉食杆菌(英语:Carnobacterium pleistocenium)、格陵兰金黄杆菌(英语:Chryseobacterium greenlandensis)及Herminiimonas glaciei。植物有一个称为健化(英语:Hardening (botany))的过程,可以使植物在零度以下存活数周到数个月。捻转血矛线虫可以在液态氮中存活44周。其他可以在0 °C以下存活的线虫包括Trichostrongylus colubriformis及Panagrolaimus davidi。许多爬虫类及两栖类动物可以忍受0 °C以下的低温。人类的配子以及2,4,8个细胞的胚胎可以在冰冻条件下生存到十年,此程序称为深低温保存。人体冷冻技术是一种试验中的医学技术,把人体在极低温的情况下冷藏保存,并希望在未来通过先进的医疗科技使他们解冻后复活及治疗。冷冻也是一种常见的食物保存法,可以减缓食物腐坏的速度以及微生物生长的速度。除了低温时化学反应速率变慢外,冷冻时也可以减少细菌生长所需要的液态水。
相关
- 牛海绵状脑病牛海绵状脑病(英语:bovine spongiform encephalopathy,缩写:BSE),俗称疯牛症(mad cow disease),是由传染因子引起,属于牛的一种进行性神经系统的传染性疾病,此疾病是一种传染性海绵状脑
- 昆虫见内文昆虫在分类学上属于昆虫纲(学名:Insecta),是世界上最繁盛的动物,已发现超过100万种。其中单鞘翅目(Coleoptera)中所含的种数就比其它所有动物界中的种数还多。昆字原作䖵。昆
- 博弈论博弈论(英语:Game Theory),又译为对策论或赛局理论,是经济学的一个分支,1944年冯·诺伊曼与奥斯卡·摩根斯特恩合著《博弈论与经济行为》,标志着现代系统博弈理论的的初步形成,因此
- 脉络膜脉络膜(Choroid)是位于视网膜和巩膜之间的组织,主要由色素及微细血管组成,呈暗褐色。其血管供给视网膜葡萄糖及氧气。色素则吸收眼球内多余的光,防止它们因折射和散射而干扰视细
- 台北市立联合医院松德院区台北市立联合医院松德院区,前身为台北市立疗养院,又名台北市精神医学中心(英文:Taipei City Psychiatric Center),是位于信义区的台北市立联合医院的院区,为精神科专科医院。松德院
- 物质滥用物质滥用(英语:Substance abuse)广义上也被称为药物滥用(英语:drug abuse),药物滥用是指经常用于临床效力的处方药使用,但是滥用潜力和已知的反作用与不适当使用联系在一起,比如有镇
- 语言病理学言语病理学又称为言语治疗学,前者乃是本学科于美国及加拿大的名称而后者则是于英国的名称。言语病理学一般来说是一门康复医学,涉及范围广范,包括心理学、语言学、甚至生理学等
- 衍射衍射(英语:diffraction),又称绕射,是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。:559-560在经典物理学中,波在穿过狭缝、小孔或圆盘之类的障碍物后会发生不同程度的弯散传播。
- 近日点各个星体绕太阳公转的轨道大致是一个椭圆,它的长直径和短直径相差不大,可近似为正圆。太阳就在这个椭圆的一个焦点上,而焦点是不在椭圆中心的,因此星体离太阳的距离,就有时会近一
- 疣猴疣猴属(学名:Colobus),灵长目、猴科的一属,包括五种: