认为「泼水成冰」要用温度较低的热水,是错误的。

恰恰相反,需要用很热的水,甚至是沸水,一般超过90℃才会有着较好的效果。

原理其实并不复杂:

接近沸腾的水,泼出去的刹那,加上强烈的对流(风使得蒸发更强),才能产生足够多的水蒸气。

这些水蒸气足够分散,与冷空气接触面积大,它们的热量会迅速损失。

当然,姆潘巴效应(Mpemba effect)也是可能的解释原因:一些相同的条件下,高温的水比低温的水冷却更快。

  • 这个反常识现象,有多种可能解释,至今没有足够权威的理论。

一般来说,泼出去的近沸水形成蒸汽后,在温度低于-20℃的空气中会迅速降温,凝重的冷空气密度高,无法留住蒸汽,直接凝结成微小水滴,产生水雾效果(和云形成的原理基本一样)。

要达到直接形成冰雾(凝华)的效果,往往需要达到-40℃以下(成冰的过程热量变化大)。

所以网络上看到的好看效果,其实大多数也仅仅只是形成了水雾。

由于水雾非常细微,是云一样的白色效果,才会有人误解成是冰雾或冰晶。

但总的来说,这是近沸水泼入很低温度(-20℃以下)的冷空气中,所产生的效果。

那女子为什么会失误?

这是一个技术活,而且背后暗藏着物理学原理。

我来进一步分析。

水蒸气凝结成水雾的效果,由牛顿冷却定律所决定:

ℎ为对流换热系数,大多为经验结果,且与空气流动速度正相关。

A为换热表面积。

ΔT为温差。

由于泼出去的水要尽量接近沸腾,而水凝结需要0℃,所以我们可以认为ΔT是90℃~100℃的固定值。

那么水蒸气散失的热量 Q,只由流换热系数 ℎ 和表面积A所决定。

换热系数 ℎ 由流速所决定,也就是说泼出去的水流速要足够的快,热量损失才足够多。。

表面积A由水雾的分布范围所决定,这说明泼出去的水要足够的分散。

有流速,水雾自然能泼得足够的远。

要增加面积,就需要手臂的开合度足够大,挥出足够大的圆弧。

也即,需要大臂展、大力挥舞。



如果力量小,臂展也小,那么有没有可能达到「泼水成冰」的效果呢?

当然是可以的。

那就是用更少量的水。

少量的水形成效果,需要的泼水速度和范围都会更小一些。



如果你泼水的量太多,而且速度还不够快,弧度不够大,效果就会大打折扣。

我们再来看看这个效果:



这个小伙不仅泼的水非常多,而且速度不是很快,手臂伸展度也不够。

因此泼出去的水,散得不够开,这导致近沸水大量集中。

近沸水蒸发的速度不够快。

一边下落,一边蒸发,一边凝结。

乃至于大量的液体,接近地面才成片蒸发,成片的凝结,且有一部分滚烫的水尚未完成第一步的蒸发,直接落入了地面。

也就是说,如果这个小伙泼水的时候,不是朝着身后破出,他一定会烫伤自己。

而本次新闻的当事人,所用的壶甚至比动图中的小伙的更大,也非常的深,水量看起来也很多。



但很明显,她手上的力气也比较小,泼出去的水速度不仅低,而且动作也并不够舒展(虽然胳膊的弧度足够的大,但收着的)。

同时她也没有像上图中的男孩一样,尽量让沸水避开自己的身体。

大量未蒸发的近沸水,直接落在了她的身上,这是造成她烫伤的根本原因。

最近哈尔滨晚上的温度,差不多正好20℃左右,是需要近沸水才能产生「泼水成冰」效果的。

如果使用80℃左右的水,不容易产生快速蒸发水雾(需要更大的力量、更快的速度),水如果泼不开,同样会烫伤自己。

依据前面牛顿冷却定律的分析,我们可以得出这样的结论:

想要达到「泼水成冰」足够好的效果,首先气温要足够低,其次要用近沸水,水量不能太高,一杯水或者一小瓢水就足够了。

为了增加水泼出去的幅度和角动量,最好使用带把的水瓢。

例如,这样的(瓢越小,操作越容易):



泼的力度要足够大,足够迅速,身体要足够的舒展。

如果没有足够好的泼水条件,那么应该尽量减少泼水的水量。如果条件不够,依旧还要用较多的水量,一定不要垂直泼洒,避免直接落在自己身上。

对于不熟悉、没有经验的人,建议从本回答第一个动图中的女孩那样开始尝试。

先用少量的近沸水,用小杯子装着泼出。

经过反复练习,掌握好技巧后,可以用小杯子朝着头顶快速破出,并增加幅度,泼出足够的面积。

有了足够的经验后,再换用更大的容器,泼出更大的力量和速度,从而最终得到最佳理想的「泼水成冰」效果。

切记,一定要循序渐进。

切勿贸然进行高水量、高难度泼洒,像新闻中女孩那样最终造成二级烫伤。

切记。

ad1 webp
ad2 webp
ad1 webp
ad2 webp