這個上端開放的薄皮不鏽鋼罐子里裝的是液氮，為什麼盛有液氮的部分不結霜？

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如圖中所示，下面明亮一些的部分就是盛有液氮的部分，上面結霜的部分是罐內液面以上部分，按說液氮部分溫度更低，但是為什麼沒有像液面以上部分那樣結霜呢？

經常玩液氮的孩子試著答一下。

首先肯定題主的觀察結果，液氮液面以下部分確實沒有像以上部分一樣結霜。但是，它結的是冰。

題主見過很大的冰塊沒？表面滑溜溜的毛都沒有，不跟你說你還以為是玻璃被燒化了的樣子（也確實有用玻璃或有機玻璃假裝冰雕作裝飾的，外觀上根本看不出來）。

題主你再觀察一下，從鐵桶的上方一路看下來，會發現什麼規律？

1 最上方結霜不太嚴重，因為距離「冷源」也就是液氮遠，且與外界交換熱量充分，空氣中的水蒸氣遇冷結晶產生了少量的霜；

2 中間部分結霜最嚴重，甚至由於霜的厚度太厚導致不能支持自身重量而剝落了，因為這一部分距離液氮更近，溫度更低，更有利於霜的形成；

3 再往下看，好像結霜又變少了，與1相似了；

4 再往下，液面正上方，出現了雪白的條帶；

5 液面以下，沒有結霜。

那麼問題來了，這種規律是怎麼來的？

溫度梯度，具體來說就是桶壁向外的溫度隨距離變化的速率。液面以上的部分，越靠近液面溫度梯度越大；液面以下部分由於液氮溫度上下沒有差別，都是77 K，因此溫度梯度在豎直方向上沒有差別。

我們再從上往下看。

當溫度梯度較小時，水蒸氣能夠緩慢地釋放熱量，從容地結晶並生長成團簇，出現1中的情況，並隨著溫度梯度的增大，團簇也在增大，逐漸過渡到2。

（圖片來自百度，侵權立刪）

如果溫度梯度過大，水蒸氣中越來越多的水分子還沒來得及調整好姿勢，啪，就定住了。這種情況下靠近桶壁的水蒸氣不能形成大面積的結晶，只能以小塊結晶的形式積累出比較緻密的「霜」。但在這層霜外面，溫度梯度逐漸減小，又可以形成大塊的雪花狀結晶，出現3中的情況。

直到距離液面非常近的地方，也就是4，幾乎不可能再形成類似1-3中比較疏鬆的像雪一樣的霜，而全都是比較緻密的霜。此時由於其內部存在大量微小的空洞或者說氣泡，所以看起來就是白色的一條。

一旦到了液面以下，情況就比較特殊了。

正如前面說過的，溫度梯度在豎直方向上沒有差別，因此液面以下形成的條帶顏色是均勻的。這一部分「霜」其實更接近我們平常所謂的「冰」，內部氣泡少，透明度高，可以透過它看到鐵桶的顏色。而且，巨大的溫度梯度導致這層「冰」最外側升華，也就是從固態直接變成氣態，形成一層氣體保護膜。這層膜的導熱係數非常小，可以對冰層起到保溫的作用。就像人可以把沾水的手快速放入鉛水中並快速取出但不會燒傷，是差不多的道理。而一旦跳出這層膜的保護範圍，溫度梯度變小，水蒸氣就又會凝結成液面上方的那種熊樣，看這個白點：

題主你看，在2號區域，剝落後的地方顏色是不是跟5號區域差不多？

聰明的，你告訴我，現在知道這是為毛了么？

業餘玩液氮的過來打個醬油。

不結霜的部分離開口閥門較遠，不冷凝外界接水汽。就像你放在保溫杯里，一般是敞口的地方結霜，如果這個保溫杯是good的話。

對應你的圖好像哪裡不對，所以我也感覺你的液氮罐壞了，哈哈。