正在沸腾的“开水”，居然结冰了？

　　在适当的条件下，可以把水烧开，直到它凝固起来。在沸腾几分钟之后，水开始形成固态的冰晶，而且实际上还是冷的。简直要疯了对不对？

　　所以这到底是怎么一回事？

　　首先，让我们来看一下当前的条件，因为在正常情况下，冷冻的东西没办法很快就煮沸，所以先把水壶放边上。

　　正如视频所解释的，你需要有一个压力室，用一个真空泵将你需要用来烧水成冰的区域内的所有空气都抽走。然后在里面放上一个装着60毫升的室温自来水的烧杯。

　　在压力室里，烧杯外面还套上一个更大的杯子，里面放着一种用硫酸镁制成的盐，杯身则涂上了硫酸钙。

　　这两种物质不是用来帮助水的沸腾和冻结进程，而是用来吸收压力室内的水蒸气，以免压力室因为水蒸气积聚而受损。

　　然后将一些方解石固体加到水里，作为“沸腾的晶片”。它们不会影响到任何温度，但能帮助水煮得更顺畅。

　　好的，现在一切已经就绪。

　　在压力室内，水不是通过温度的升高来煮沸，而是通过降压达到煮沸的效果。

　　正如Cody解释的，液体的沸点取决于温度和压强。而液体的温度越高，蒸汽压就越高。

　　在10℃（水的正常沸点），蒸汽压力为1标准大气压，或者0.101325兆帕斯卡（MPa）。这个时候，水会开始蒸发，状态将从液体变成蒸汽。

　　但在室温下，水的蒸汽压要低得多，所以它是处于稳定状态的，不会沸腾。

　　使用这些原理，你可以把室温水放入一个压力室中，接着开始去除空气（因此压力降低），几分钟后，沸点温度将下降到水温以下，水就会在没有加热的情况下达到沸腾。

　　Cody说道：“从理论上来说，如果我继续降低压力，水应该会继续沸腾，但实际上它会失去热量。因为水分子来回跳动，最热、或者动能最大的分子会像气体一样离开，烧杯中剩下的水分子就会变得更冷。”

　　在视频中你可以看到，当水沸腾时，它的温度会下降到冰点。

　　正如来自加利福尼亚的哈佛西湖高中的物理系所解释的那样，当你通过降低压力来烧水的时候，处于液态状态的分子会把能量转化成气体。

　　他们解释道：“很明显，气态分子比那些无法克服分子间弱力的分子具有更多的动能。”

　　“所以说，随着煮沸过程的进行，液体会不断地失去热量。继续运行真空泵就会阻止气体分子的压力重新凝结，使得沸腾继续进行下去。最终，液体的温度就会下降到足以冻结的程度。”

　　物理简直帅呆了。

　　蝌蚪五线谱编译自sciencealert，译者 狗格格，转载须授权