冷庫溫度降到零攝氏度以下,為什么貨物不會結(jié)冰?
來源: 作者: 更新于:2019年09月20日 10時 閱讀:0
【前言】冷庫里溫度降到零攝氏度以下,到了水結(jié)冰的臨界點。但是有時候在冷庫里的貨物不會結(jié)冰?具體原因是什么?下面甘肅萬能制冷設(shè)備公司為大家講解其中的原因。
Q:冷庫溫度降到零攝氏度以下,為什么貨物不會結(jié)冰?
在常壓環(huán)境下,0℃純水凍結(jié)成冰時,體積會增大約1/9(水體積最小時為4℃)。
但是在冷庫零攝氏度以下時,并不一定會發(fā)生結(jié)冰的情況。原因可能有以下四點:
冷庫內(nèi)的濕度小,空氣中的水蒸氣含量過低,無法形成冰晶核。簡單地說就是水太少,即使溫度達(dá)到水的結(jié)冰點(0℃)無法結(jié)冰或者無法識別;
冷庫內(nèi)的電控設(shè)備故障。比如溫度計壞了無法準(zhǔn)確測量溫度,冷庫實際溫度沒有達(dá)到零下2.5℃;
冷庫存儲的貨物含有鹽分,導(dǎo)致結(jié)降低。以鹽水為例,據(jù)測定,含鹽30%的鹽水,冰點為零下21℃;
水的過冷現(xiàn)象,即使冷庫中有液態(tài)水存在,任然不會結(jié)冰。
萬能制冷設(shè)備小課堂:水過冷卻原理解析
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,冰晶核長大的過程就是結(jié)冰的過程。
一般我們會認(rèn)為水的凝固點為 0℃,也就是水在 0℃以下會凍結(jié),但大自然中還存在著一種神奇的水的狀態(tài),水在 0℃以下仍會以過冷水的型態(tài)存在。此時的水的內(nèi)部形成了很多微小的冰核,但整個水體仍然處于液體狀態(tài)。這是因為由液態(tài)水轉(zhuǎn)變成冰的過程存在有一個能量狀態(tài)。
液態(tài)水具有比冰還要高的熵能(enthalpy),即結(jié)冰是一個釋放能量的有利過程,但在冰晶核化的過程中,必須創(chuàng)造水與冰的界面,而這個界面(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程的能量障礙。
因為當(dāng)水中一個冰胚(ice embryo)初形成時,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"。
因此水會以過冷(supercooling)的型態(tài)存在.由於冰晶的核化速率為非常強的過冷度的函數(shù),過冷度愈高愈不易維持液態(tài)水的存在;且過冷的液態(tài)水可能保持短時間內(nèi)不結(jié)冰,但時間久了終究會凍結(jié),這種現(xiàn)象叫水的過冷卻現(xiàn)象。