流動的純凈水能結冰嗎？

11-30

假設環境溫度低於零攝氏度，不斷的用玻璃棒攪動燒杯中的純凈水，那麼水結冰的速度會受影響么（與靜止的水相比）？如果答案受影響，那問題就來了：攪動不會改變水與環境的熱量交換速度，也就是說水的溫度－時間曲線不會受到影響，自然結冰的速度也不會受影響，與假設相悖。如果答案是結冰的速度不變，又與常識相悖。（不考慮燒杯與水，棒與水，或水內部的摩擦）

先貼一個視頻：過冷水瞬間結冰
實際上過冷水結冰的現象很常見，印象中有一個視頻是水管里流出冰，找到了回來修改一下，這也就直接回答了題主的問題：流動的純凈水可以結冰。
再舉個例子，自然界中的雪花是水蒸氣結晶的產物，但夏天的冰雹與冬天的冰珠，就是雨水在空中結冰的產物，顯然流動的水會結冰。
另外自然界還有一種很壯觀的景色叫冰瀑，隨便搜了個圖放在答案里了，偽裝一下高大上:)

好了，回答問題：結冰是一個動力學問題，題主用的全是熱力學的概念，所以出現疑問也就在所難免了。想起來《九品芝麻官》里的一句台詞：你要用前朝的寶劍斬本朝的官。。。
先說溫度-時間曲線，不變的原因是在不考慮過冷水或過熱冰時，冰水混合物的溫度不隨時間而變，這是典型的熱力學概念，但這不代表熱量交換速率不變，就不要說攪拌這個因素了，即使把玻璃燒杯換成陶瓷杯子結果都不同，這就是動力學概念。攪拌是加快外界環境與系統溫度交換速度的，因為加快了對流作用，並且攪拌有利於形成晶核，因此攪拌條件下，結冰速度更快，但結晶也會更碎，用攪拌促進結晶是化學實驗中常見的方法，這一現象也非常普遍。
有興趣可以再關注一下姆潘巴現象，也是關於結晶的，是說高溫水並低溫水結冰速度更快，很多人的解釋也是認為跟液體內部對流有關。
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補充一下，因為看到了一個答案，提到攪拌使結冰更慢的結論。首先水從液態變固態，分子間距是增大的，所以後面的結論其實都推導不出來。
為什麼常規的實驗方法，環境低於0度時攪拌著的水比靜止的水結冰更慢？這是實驗的問題，首先實驗選用的水要在凝固點充分平衡，也就是內部與外部都穩定在凝固點，否則熱量交換首先是用於降低水的溫度，此時靜止的水表面結冰時，內部溫度可能還高於0度，一個非常簡單的現象，冬天時有些地區只會結薄冰，把冰按下去一會兒就可以看到冰片漏了，其實就是因為底層的水溫還高於0度把冰給融化了。攪拌時則會均勻使其降溫，且由於此時結晶很小，難以觀察，故而讓人感覺好像結晶更慢。（文中結晶與結冰混用，恕不修正了，其實結冰只是一種特殊的結晶過程而已）

假設環境溫度低於零攝氏度，不斷的用玻璃棒攪動燒杯中的純凈水，那麼水結冰的速度會受影響么（與靜止的水相比）？
會。

如果答案受影響，那問題就來了：攪動不會改變水與環境的熱量交換速度，也就是說水的溫度－時間曲線不會受到影響，自然結冰的速度也不會受影響，與假設相悖。
水的溫度-時間曲線是小學生用的。

首先水比較神奇，壓力增大反而會液化。攪拌增加了系統中液體的動能，局部的剪切力使壓力升高，使水趨向液化。
如果答案是結冰的速度不變，又與常識相悖。（不考慮燒杯與水，棒與水，或水內部的摩擦）
不可能不考慮，系統內能量增加，多餘的能量轉換為內能，你不考慮摩擦水可以越攪越快，最後可以達到光速，產生E=mc^2的能量。。。。這真是瞎扯。。。

當然會結冰啦。。只不過因為是流動的水，凝結核不會成長地太大，但是只要靜止下來，凝結核還是能長得很大的。至於結冰速度，實際上沒啥太大區別。樓主難道沒吃過雪泥，沙冰之類的東西嘛？就是一個攪拌機不斷地攪。。

"假設環境溫度低於零攝氏度，不斷的用玻璃棒攪動燒杯中的純凈水，那麼水結冰的速度會受影響么（與靜止的水相比）？"

會

"如果答案受影響，那問題就來了：攪動不會改變水與環境的熱量交換速度"

誰告訴你的?

"也就是說水的溫度－時間曲線不會受到影響"

誰告訴你"熱量交換"速率不變曲線就不變的?

"自然結冰的速度也不會受影響"

誰告訴你結冰速度只和溫度曲線有關係

把好玩的東西放前面好了：

1.樓上有回答提到過冷水了，但是沒有說清楚這裡的槽點啊。如果是過冷水，攪拌反而會加速結冰的速度啊！玻璃棒一放進去就結冰了啊！！！

2.題主要求不考慮摩擦，類似於粘度為0。這種東西並不是沒有啊！那就是——超流體啊！
嗯，然後我們來考慮這個問題：放一根玻璃棒進去攪拌，會不會有影響？、
等等，超流體的熱傳導率是無限大哦~不會有溫差哦~最外面一層的溫度也就是裡面所有地方的溫度哦~假設他能結冰（假設是冰好了）的話，那麼結冰所需要的時間會是無窮小哦。不管你攪拌與否都是無窮小哦。
好吧，我們去掉這個條件。假設它是有限的熱傳導率。這樣會不會有影響呢？
對超流體來說，還真不會有影響。你放一根玻璃棒進去攪拌，根本不會有任何阻力，甚至不會影響它本身的運動方式。（超流體有一點，熵為零，所有的原子都是等效的，展開說了就複雜了，可以去看維基百科）。

嗯，吐槽完畢，正經的回答。假設水的初始溫度比外界溫度高好了。

假設環境溫度低於零攝氏度，不斷的用玻璃棒攪動燒杯中的純凈水，那麼水結冰的速度會受影響么（與靜止的水相比）？

這個肯定會，大家已經一致贊同了。

如果答案受影響，那問題就來了：攪動不會改變水與環境的熱量交換速度，也就是說水的溫度－時間曲線不會受到影響，自然結冰的速度也不會受影響，與假設相悖。如果答案是結冰的速度不變，又與常識相悖。（不考慮燒杯與水，棒與水，或水內部的摩擦）

從題主的提問上來看，重點是想考慮體系和外界的熱交換。但是光考慮熱量，不考慮具體的能量的用途，未免有些不求甚解了。
為什麼會結冰？溫度下降，動能降低，最終結晶，形成晶格，放出能量。

如果不考慮這些細節的話，攪拌反而會增快結冰速度才對。舉個簡單的例子，一杯開水，你放那不動冷得快，還是不斷倒騰冷的快？
所以，回答前一個問題，熱量交換速率其實是會增大的。因為本身熱量在體系中的分布是不均的，越往邊緣去溫度越低，有了一個平衡的溫度梯度。你這一攪拌，產生了對流，自然會增大交換速率。溫度時間曲線——老實說，我不大理解為什麼題主會提這東西，物理意義略不明啊——自然也是會變的。

但是，速率增大說明結冰速度就會變快嗎？
非也。

為什麼我說題主的溫度時間曲線意義不明，是因為對這杯水來說，不同地方的溫度是不一樣的，考慮平均溫度並沒有什麼價值溫度位置曲線或是三維圖才是更加有意義的東西。夏天放在冰箱裡面的礦泉水，經常外面被凍成了冰，裡面還是水。
體系足夠大的話，外面結冰裡面沸騰也不是不可能嗎。

集中力量辦大事。
集中低溫好結冰。

更進一步考慮，結冰這個過程，有了相變。於是又略微有些不一樣了。

攪拌，從微觀的意義上來說，是一個有序到無序的熵增過程。
而這個過程，和結晶的過程則是恰恰相反的。

其實也很好理解吧……腦補一下每個水分子都是一塊磚，正在一塊一塊的砌牆，這時候一個挖掘機的杆子轟的一聲砸了過來，立馬牆又恢復成一塊塊磚了。

考慮摩擦的話就更簡單了，就是玻璃棒的動能增加了系統的能量，使得平衡往水那一邊移動了。

在水結成冰時，由於溫度降低，水分子的運動速率降低分子間距離變小，當其運動不能破壞氫鍵時，它就會把水分子結起來形成有規則的空間結構結構，在一個晶格中，四個氫原子在正四面體的頂點上，一個氧原子位於四面體的中心．這樣，分子間的空隙變大且保持一定，也就是形成了冰。當有外力不斷攪動時，加速了水分子的運動，結冰速度必然會受到影響。

水分子結冰除溫度條件外，還要求在水中有凍結核。這樣無序運動著的水分子才能按冰的晶體結構排列起來。攪動是一個局部的運動，玻璃棒周圍水分子運動速率和較遠處水分子運動速率不相同，故會產生很多凍結核，結冰速度必然加快。

而且，如果是靜止純水，無雜質，不攪動，它沒有凍結核，是很難（理想狀態下應該不結冰）結冰的。

鄙人才疏學淺，若有錯誤之處還望多多包涵。

我好像懂題主的意思了，結晶需要局域的過冷，才能形成臨界尺寸以上的核，所以理論上無限均勻的過冷水不會結晶；但玻璃棒可能是形核的基底，所以具體到玻璃棒應該是會促進結晶的。

會結冰，而且由於攪拌會變的更快。
一者攪拌會促進熱交換。
二者純水是自發形核機制，也就是說從晶胚到形核只依靠能量變化。所以攪拌也不會產生有效的抑制效果。

優酷上有視頻

用玻璃棒攪拌水會使結冰速率變慢，但這裡攪拌是加快熱量交換速度的，看似應該是使結冰加速，其實不然。我覺得這裡起作用更大的是水分子間的作用力，因為液態變為固態，分子間間距縮小，這時分子間排斥力起的作用開始明顯，與加快傳熱相比，攪拌帶來的更多的是使分子間排斥力更大，阻礙結冰的過程，那麼使結冰更加不易。