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冰花四溅,只出现小孔,冻雨为何这么难以清除?

南京农业大学
原创
南京农业大学,是一所以农业和生命科学为优势的全国重点大学。
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“武汉发布”报道,此次,湖北省中东部有32个县市区出现了冻雨,影响范围之广,近15年来比较罕见。冻雨,通俗讲,是雨滴在降落过程中遇到冷空气迅速降温,落地成冰,导致露天物体被瞬间冰冻。2024年2月6日,湖北省减灾委员会决定于12时起将该省自然灾害救助应急响应级别由四级调整为三级。

冻雨会造成什么危害?

千余棵树被摧倒、高速滞留、列车停运……

面对破冰除雪之难,救援队伍想出各种对应方式,工具不足、没有专业除冰工具的地方,就用上榔头、铁锹;冰层太厚,砸不裂,砸穿后还要榔头撬开才能清除,人员不足的情况下,便通过“链条式”清理方式,每隔50厘米左右清除冰层,硬生生将容易打滑的冰层改造成了“减速带”;冰雪太大,前面刚清除,后面落下的雨雪却又冻上了,于是清完赶紧撒上工业盐融雪剂⋯⋯

为什么冻雨这么难以破除?

冻雨,其实就是冰,也就是固态的水。

正常情况下,固态水分子之间除了范德华力以外,还有氢键。范德华力是分子间普遍存在的作用力,它很弱,比化学键的键能小1~2个数量级。

氢键是已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个分子中电负性很强的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。

氢键只存在于强极性的H-F、H-O、H-N共价键的分子之间或较复杂的分子之内。除了F、O、N外其他原子与氢原子之间一般不形成氢键。

氢键分为分之内氢键和分子间氢键。分子内氢键使分子具有环状闭合的结构,一般会使物质的熔沸点下降。但是分子间氢键会增加分子间的作用力,使分子间的作用力大大增加,熔沸点也会相应增加。

由于水分子之间存在氢键,因此导致水的熔沸点比同族元素氢化物高得多。

为什么冻雨这么难以破除?

因为从固态的冰化成液态的水,需要破坏一部分范德华力和氢键,因此所需要的能量较多。1千克0 °C的冰融化成水需要335kJ能量。如果是温度更低的冰,则融化为水需要的能量更高。

如果大自然的温度不回升,我们既无法提供足够的能量让冻雨变成液态的水,又没有合适的工具将冻雨从路面上移走。那么冻雨真的成了一道难解的题。

在自然灾害面前,人很多时候显得很脆弱和渺小。

认识冻雨,合理规划出行。

切记:回家道路千万条,安全第一条。