冰零下几度时体积最大 (零下多少度能瞬间结冰)

文章编号：56742 更新时间：2025-12-07 分类：互联网资讯 阅读次数：次

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冰体积最大的温度点及其结冰瞬间的温度探讨

在探索水的神秘世界时，一个引人入胜的问题出现在我们面前：冰在零下几度时体积最大？以及，零下多少度能瞬间结冰？这两个问题涉及到物理学中的热学和物理变化领域的知识。
让我们一起深入探索这些问题背后的科学原理。

一、冰体积最大的温度点

在标准大气压下，水的反常膨胀现象是一个非常独特的现象。
一般来说，大部分物质在凝固时，由于晶格的排列，体积会收缩。
但水在结冰过程中，因为氢键的特殊结构以及水分子的空间排列变化，导致其体积在固态时反而增大。
这种现象并非发生在水的整个温度范围内，而是在特定的温度下最为显著。
这个特定温度被称为最大密度温度。
在标准大气压下，纯净的水在达到最大密度时的温度大约为摄氏4度。
在这个温度下，冰的体积最大。
但需要注意的是，水的这个特性还受到压力、水质等多种因素的影响。
当这些因素发生变化时，水的最大密度温度也会随之变化。
例如在加压情况下或在混合不同种类的水体中，这个温度会有所偏移。
因此在某些条件下观察得到的实验结果可能会有所不同。
除了这个因素外，如果我们在高海拔地区或者在不同环境下进行研究，还会发现更多有趣的物理现象，这些都可能导致我们观察到的结果与常规实验结果有所不同。
这就需要我们在研究过程中对这些影响因素进行充分的考虑和探讨。
这些特殊条件下的研究将有助于我们更全面地理解水的物理特性。
我们可以通过一些特殊的实验手段进行研究和探索更多的数据收集和分析了解这些知识点并通过严密的观察和推断总结找到适合的自然实验环境下可以对自然现象展开深入了解和利用考察自然的真正规律和逻辑来达到更全面深刻地理解和利用科学的方式；最重要的是拓展和开拓我们的视野以更好地探索自然的奥秘和发现新的科学现象。

二、零下多少度能瞬间结冰？

至于零下多少度能瞬间结冰的问题实际上是一个涉及到物理学中动力学和热力学的问题其答案并非一成不变因为所谓的瞬间结冰不仅涉及到物质的热力学状态改变即冰从液态变为固态的物理变化还包括结晶过程的速度和动力学条件根据这些因素即使是在极低温度下由于材料特性例如杂质和晶体形状等因素不同的水和液体需要达到的瞬间结冰温度是不同的尽管如此对于纯水而言在一定的压力和正常的重力条件下根据已有的知识和理论推算一个理论上的极限值应该是可以达到的绝对零度附近的某个低温点此时液体内部的原子和分子几乎处于静止状态只要外部条件稍微变化如轻微的压力变化或种子结晶点就可以迅速触发结冰过程值得注意的是这只是理论上的极限情况在实际实验中很难达到理论上完美的条件实现瞬间的结冰此外这也涉及到物理学中许多复杂的问题需要更深入的研究和探讨因此这个问题虽然引人深思但在实际中并没有一个确切的答案而是需要更多的实验和研究来确定更多的答案可以在实践和研究过程中通过实验得到确认只有更加严谨科学的论证和实证才能够确定真正的问题答案因此在现实工作中我们需要不断学习和探索新的知识和理论以更好地解答这些问题并推动科学的进步和发展。总的来说这个问题涉及到物理学中的许多复杂问题需要通过更多的实验和研究来确定答案在实际研究中还需要对影响因素进行全面的考虑和探讨从而更准确地解答这个问题。关于这个理论上的极限值也可以通过相关的物理学理论进行进一步的推算和研究从而更好地解答这个问题推动科学的进步和发展。总之科学的探索需要我们的好奇心和勇气更需要我们的严谨和实证只有不断学习和探索才能不断推动科学的进步和发展人类的认识也将随着科学的进步而不断进步和完善这也是人类研究自然界各种问题的初衷和意义所在。

结论：
以上对于冰体积最大时的温度及瞬间结冰的温度的讨论让我们明白自然界的神奇以及科学的奥秘永无止境任何现象背后都有其深刻的科学原理等待着我们去发掘和学习让我们保持好奇心和探索精神继续研究自然科学的奥秘为人类的进步和发展贡献自己的力量。

洒水成冰需要多少度？

气温要在零下40摄氏度以下。其实泼水成冰的原理，和云的形成原理是一样的，是一个未饱和到饱和，然后析出的过程。理论上气温在0摄氏度以下，只要水在空气中冷却的时间足够长就可以，但空气温度越低，冻结的速度就会越快。

环境温度达－40℃以下，是过冷水滴瞬间成冰的临界温度，高于－30℃时，就很难实现瞬间成冰了。其中说的水滴直径要在几微米到200微米间，差不多等同于我们平时见的毛毛雨大小。

热水比冷水更容易冻成冰，此效应的一个解释是，热水冷却的过程中，会因蒸发而失去质量。质量较少，则液体失去较少的热就冷却，也就冷却得较快。用这个解释，热水就会首先结冰，只是因为它将较少的水结成冰。如果水只是透过蒸发来冷却，和温度分布维持均匀，那么，热水会先结冰。

扩展资料

水滴成冰时要发生两个物理变化。水滴在低温条件下冻结时体积变大，并释放出潜热能。水滴释放潜热能是由表及里，水滴外层先结冰，逐渐向里冻实。气温越低，水滴结冰速度越快；相同气温条件下，水滴越小，越容易冻实。

气温低于－40℃时，虽然满足了水滴结冰的基本条件，但很可能泼出去的水还是以“水”的形态落在地上。因为泼出去的无数个水滴外层迅速结冰，但内部仍是水，水滴完全冻实是需要一定时间的。玩泼水成冰时，水滴直径太大，而且水滴从空中到落地的时间太短暂，不足以完全冻成结实的冰块

多少温度能将水瞬间冻成冰？

在负四十度的条件下，水可以瞬间结成冰。水的亚稳态非常脆弱，轻微的温度变化或扰动都可能导致其迅速转变为冰。例如，加入微量的固体物质、轻轻摇晃容器或者提高周围环境的温度，都能使水迅速结晶。纯净的水更容易出现过冷现象，高纯水甚至需要降至零下四十度才能结冰。热水由于蒸发速度快且容易形成微小液滴，当蒸发掉的热水遇到冷空气时，更容易形成水雾。因此，热水的“泼水成冰”效果通常更为显著。水在低温下冻结时体积会膨胀，同时释放出潜热。水是一种独特的液体，在四度时密度达到最大。四度以上，水遵循常规的热胀冷缩规律。四度以下，水中的分子会形成类似冰晶的结构，这种“假冰晶体”结构导致水密度降低。在实验室中，科学家们已经成功制造出八种不同的冰晶体。然而，只有天然冰能够在自然条件下稳定存在，其他都是在高压条件下形成的，自然界中无法稳定存在。天然冰的水分子按照六方晶系的规则排列。参考资料来源：1. 凤凰网 - 《5秒钟让水结成冰？我看行！》2. 网络百科 - 《冰》

一个人被瞬间冰到零下270度，他真的死了吗？

肯定会死的，在零下270度的低温，人会被瞬间冻毙命，在如此细胞都会被冻结停在活动，人怎么可能会不死。

05年在俄罗斯靠近北极圈附近就发现过一头完整而僵硬的猛犸象，在这头猛犸象的嘴里还残留着待咽的毛莨草，它的眼睛至今透明。科学家认为在数万年前，这只猛犸象正吃着毛莨草，气温突然骤降，它还没来得及咽下口中的食物就被冻结在冰里。这只猛犸象并没有复活，当然可能是瞬间冻住它的温度不到270度，而它也没有瞬间解冻。不过就算达到了，也一样会死亡，毕竟细胞不是机器，就算是金属被瞬间冻住，再瞬间解冻可能分子间的结构也要被破坏了。冷冻势必会让水结冰，人体里可以有80%左右的水份，其结冰是会破坏细胞的。

别说是零下270度，就是绝对零度的273.15度瞬间冻住一个生命也会让生命死亡，因为理论上在绝对零度的时候,连原子都停止振动了,更不用说宏观物体了。任何物体要存在必须具有一定能量（比如分子间的势能，分子动能），分子动能越大温度越高。绝对零度就是物体的能量已经低到一个极限，或者说完全没有了。当然如果科学猜想的绝对零度能冻住时间，那可能就是另一回事了，不过根据热力学第三定律，绝对零度永远无法达到，只可无限逼近。因为任何空间必然存有能量和热量，也不断进行相互转换而不消失。所以绝对零度是不存在的，除非该空间自始即无任何能量热量。在此一空间，所有物质完全没有粒子振动，其总体积并且为零。至于提问者问的被零下270度冻住和常态下的区别，以及生与死的生理上变化，实际都是一回事。生者细胞保持活跃，正常工作完成新陈代谢，死者细胞停止活动，开始彻底衰亡，不再产生新的细胞。被零下270度冻住的人，细胞也停止活动了，只是细胞被冻住没有马上衰亡，这时候的人就算瞬间解冻了，也只能说细胞没有死亡，但人死了。

PS：答这个题竟然让我想起了圣斗士冰河，这不科学啊。

应该不会，理由有二：1.据报道，西方有些有钱人得了不治之症，就把自己冷冻起来。等将来科技发达了在解冻治疗，以重新生活。 2.曾看过一端电视，将金鱼放进液氮（沸点-196 ），金鱼瞬间被动住，然后，将金鱼放入水中，结果一会金鱼又慢慢游动起来。当然，最终金鱼还是死了，但注意是在演播厅进行，没有才去任何特殊措施。所以，如果是人肯定会做的更加科学严谨，相信一定能保证人的存活。

另外，有人提出人体的细胞80%是水分，由于冰的密度小于水的密度，致使水结冰时体积增大，将细胞壁张破，人就无法存活。这个问题确实存在，生活中有人冻伤就是这种原因。但此理由是只知其一不知其二，水结冰是体积增大没错，只是发生在水的凝固点，水结成冰之后，温度再降低，冰同样具有热胀冷缩的性质。也就是说，冰的温度如果降的足够低，其体积并不比同质量的水的体积大，冻金鱼时，直接放在液氮中，避开了在凝固点结冰过程，冰的体积根本来不及增大就缩小了。所以，细胞内的水结冰体积并不增大，也就不会胀破细胞壁。否则，让鱼自然冷冻，冬天钓鱼的人都知道，冻得邦邦硬的鱼，放回水里也不会活过来。

一个人被瞬间冰到零下270度，他当然当时还是不会死的！但是，让他从冬眠中苏醒，难度很大。很有可能使他死亡！

首先，人被冷冻以后，的确可以使人的器官处于类似动物冬眠的状态，从而保持冷冻前的状态。但是，题中的温度的确太低了，有可能引起人体的一些伤害，但是我觉的应该不会致命！

其次，就是什么时候复苏冷冻人，如何使冷冻人复苏！国外早已有医学专家证实，有些人希望通过冷冻，从而在未来几十年后的一天在复苏，但是研究表明：如果冷冻时间过长，在复苏过程中可能会造成冷冻人的死亡！

因此，瞬间冷冻虽然有可能伤害人体，但是不会造成冷冻人死亡。但是，直到目前如何解冻冷冻人，尤其是长时间冷冻的人，还是一个世界难题。因此这个冷冻人死亡的可能性还是很大！

答：目前的技术而言，这个人必死无疑；但是理论上存在可能，未来或许发展出一种新技术，让这个人暂时低温休眠（接近绝对零度），未来再解冻唤醒。

理论上，人体在低温时，新陈代谢大大减慢，身体处于休眠状态，但是目前低温技术还存在很多瓶颈。

瓶颈一、无法让整个人体瞬间进入低温

蛋白质缓慢进入低温时，会逐渐失去活性，这种变化是不可逆的，解决办法就是，让整个人体瞬间进入低温状态，这时候蛋白质的活性将得以保留。

目前的技术可以让单个人体器官，很快进入低温状态，但是让整个人体从里到外瞬间进入低温，还实现不了。

二瓶颈、超低温产生的冰晶难以避免

人体重量的70%是水，水急速降温进入冰点后，会随机生成细小且尖锐的冰晶，这些冰晶会刺破细胞，导致人体细胞产生不可恢复的损伤。

借鉴冬眠中的青蛙，可以在零下20 存活，青蛙进入低温前，身体会释放大量葡萄糖，这些葡萄糖溶解在体液内，使得体液的冰点大大降低。

可是外界温度一旦超过了极限（零下30多度），那么青蛙的细胞，也将受到难以恢复的损伤。

目前，人体胚胎保存技术和器官保存技术，都是添加了特殊的冻存液。一方面阻止生物体变质；另外一方面就是避免器官内的水分结晶损伤细胞膜。

但是对于活着的人体，这个办法就行不通了。

瓶颈三、如何瞬间解冻

目前讨论第三个瓶颈，还有点为时过早，但是也值得提一下。

如果前面两个瓶颈被克服，接下来就是超低温休眠的解冻技术，需要把整个人体，在极短的时间内，整体恢复到室温，才能保证体内蛋白质、DNA和其他活性物质不会遭到破坏。

这样的技术，目前也是不具备的，有人可能会想到微波炉或许可以……咯咯……这个想法不错，可以研究研究……嘻嘻

以上，就是低温休眠的三个瓶颈，目前科学家还在研究当中，反正在理论上，低温休眠是可行的呢。

像生命力极强的水熊虫，能在-200 的环境下生存数天，能在-272 的超低温下生存2分钟，如此苛刻的条件下，生命都得以存活，那么未来技术谁又说得准呢！

之前在中科大看过一个实验，把一条鱼放在零下190度的液氮中冰冻，然后取出放进温水里鱼还是能够复活的，但是这个冷冻的时间很短，而且反复冷冻几次之后鱼还是死了。所以对于人来说直接在零下270度冷冻人一定会死的，因为人体的70%都是水，冷冻的过程中水一定会结冰，把人体的一些细胞刺穿。目前国外有冷冻人体的实验这也都是在把人体内的血液和水分置换之后进行的。

没有人被冷冻到零下270度，长期储存动物细胞，通常需要-120摄氏度到-196摄氏度为好，在这样的温度下，一切化学进程几乎完全停滞。

所以现在科学界研究的人体冷冻术是在这个温度范围内进行的。

生物冷冻保存活体，关键是要保存其机体不受损害，而最终要的是肌体的基本单位，细胞不受损害。

要保证机体不受损害不是以冷冻能不能快速进行来衡量的，不是什么瞬间冷冻这么简单的事情，这里面有一个复杂的过程。

自然界有一些奇异的现象，引起了科学家们的注意。

一棵梨树或者一棵苹果树，能够在-30到-40度的低温下过冬，春暖花开又能生长结果；一些海滩上的软体动物如贻贝、牡蛎等在寒冷中成为冰雕，当潮水回来又仿佛睡美人苏醒。

这种奇迹在更多的动植物身上没有出现，它们在酷寒中逝去再也不能醒来。

科学家们通过分析研究这些现象，终于发现了其中的奥妙，就是如何避免在冷冻过程中对细胞的化学损伤和冰晶破坏。

这种损害破坏主要发生在0度至-60度之间发生，怎样避免在冷冻和复苏过程中安全度过这个损害阶段，达到-120度的保险冷冻温度，或回到常温，是科学需要突破的难题。

现在的方法有两种，一种是用甘油替代人体组织中含水的液体，使细胞内外冻结时间不一样，外面先冻，使细胞脱水，可以避免损伤；二是冻结过程不经相变的玻璃化冷冻技术，可以达到保护细胞的目的。

这两种技术都有很多复杂的机制和方法，由于本文并非学术论文而只是科普，就不详细介绍了。总之人体冷冻保存技术还是一个研究过程中的事物，还有很多难关需要克服。

虽然世界上已经有很多人死后选择了冷冻保存，希望在未来有一天能够以更高的科学技术帮助他们回归人间，但能否实现他们的愿望还是个未知数。

加州大学伯克利分校研究员保罗西格尔是专门研究低温生物学的，他曾经将活着的仓鼠和一只小猎犬进行冷冻2小时试验，结果成功的让它们复活。

但人体这种复杂的动物长期冷冻，几十年上百年以后，能否做到身体和意识的复活，现在谁也没有把握。

目前世界上最大的人体冷冻公司，是设在美国亚利桑那州的“阿尔科生命延续基金会”，和设立在美国密歇根州的“人体冷冻机构”。人体冷冻服务是个收费项目，如有需要可以预约服务。

虽然到底能不能复生还是个很渺茫的未知数，但那一线希望还是十分诱人。

一些人在无奈的死去之前，纷纷选择了冷冻保存，希望未来有一天能够复苏重返人间。甚至有些人，还只是保留了一个头颅，只是希望今后意识能够复活，精神永生。

比如牛津哲学家波斯特伦和桑德伯格，就只预定了收费较便宜的服务：只冷藏头部。现在阿尔科生命延续基金会已经冷冻了117具尸体。

这个项目现在看来虽然还很“科幻”，但毕竟比实现超光速时光倒流的“科幻”要现实很多，时空通讯祝愿这些先行者们能够梦想成真。

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人体冷冻再复活的研究，其实已经进行几十年了。冷冻人体最大的问题不是达不到低温，而是达到低温后，人体细胞中大量的水将产生相变，从而在空间构象上挤压和破坏细胞内的固有结构。

你可以做个实验，把一个纸盒子装满水，封住口放到冰箱冷冻室里。过几个小时拿出来，纸盒一定会被涨破，因为水变成冰的过程中，体积增加了。所以无损冷冻人体的关键，不在于能达到多低的温度，而在于能否让富含水分的人体保持在和冻前一样的三维构象。

液体转变成固体有两种方式，一是经过相变，以晶体方式的不连续地固化，水分子在正常情况下就是这样运作的。但还有一种方式是所谓的玻璃化，玻璃态固化过程中不经历相变，液体连续地被固化。

其实玻璃化态下的固体，依然具有流动性。理论上来说，常温下的玻璃依然是液体，有一定的流动性，只不过流动性小到无法观察到。如果能够把人体在低温下玻璃化，那么理论上细胞结构将会得到完整的保留，这才是冷冻人体复活的关键。

不过实现人体玻璃化的关键似乎并不在于足够低的温度以及足够快的冷冻时间，我们可能需要在冷冻人体内加入一些特殊的物质，以维持水分子的玻璃化固化过程。而这方面的研究，还远远没有达到应用阶段。

这个问题最重要的点不是零下270，而是瞬间一词。瞬间的温度变化只能从微观解释，宏观是没有任何物态变化的。意思是液态水瞬间变成零下270 ，拿它依然是液态水，不会变成冰的，所以这个问题可以类比为时间冻结，时间冻结人肯定不会死了。懂的人就懂，不懂的人也无法解释。

说到这个问题，是不是很容易联想到人体冷冻技术？是的，人体冷冻技术的原理就是将一个死去不久的人在极低温的情况下冷藏保存，梦想将来能够通过先进的医疗手段使其复活。这个技术成功的首先要素就是瞬间冷冻。那么如果题设情况可能发生，那么这个人还能不死吗？

据我所知，这个人不死的可能性几乎为零！首先不说以现在的技术怎么怎么不可以实现的话，就算真的可以将一个人瞬间冷冻到这个温度，他不仅是必死无疑，而且还是死无全尸！

一、零下270度是怎么样的概念？

众所周知，绝对零度为零下273.15度这么说来零下270度是很接近绝对零度的。而目前公认的人体冷冻技术最合适的温度是在零下196度，相比较下来温度高了不只是一点点，在这么低的温度下，别说细胞如何能够完整保存，就算是骨头都会被冻得粉碎。那是因为就算迅速变成冰块，人体的压强还是存在的，瞬间冷冻会使人体的压强增大，人体就会炸开碎成冰块。在太空中如果一个宇航员不幸死亡了，那么他的同伴会将他放在太空中冷冻，随后只要是稍微地震荡他就会变成一堆粉末，同样的道理，这个人的下场会和宇航员一样。

二、瞬间冷冻到如此低的温度如何实现？

虽然理想状态下我们可以认为瞬间冷冻到如此低的温度是可以实现的，但是想要人体所有的细胞一下子全都进入冷冻状态是不可能的，因为身体很厚，一些细胞，尤其是有神经凸起的神经元，这些细胞又细又长，极易受到损伤，一经损伤是无法恢复的，而神经细胞对于人体的重要性不言而喻，即使解冻了那么也极有可能是一个植物人。

三、瞬间解冻如何实现？

既然说了瞬间冷冻不可实现，那么瞬间解冻也是不可实现的，因为也要面临着解冻过程中对于人体细胞的损害，稍不注意，人体细胞就会大面积的死亡。即使解冻了也是没有生命力的细胞，何来人能够复活一说？

总而言之，即使题设状态能够成立，科学技术条件如何足够，这个人也是没救的！

如果说一个人被瞬间冰到零下270度，那么我敢肯定此人必死无疑！

零下270度相当于目前所说的绝对零度，而在这种温度下，原子的所有运动将会几乎完全停止。

而目前为止，科学家试图利用人体冰冻技术，来冻结一个人，希望未来可以通过技术复活此人，而这项技术的条件是，零下196度以下的情况下进行冷藏保存，这个条件应该就是人体细胞所能承受的范围。

当然目前为止，这项研究的成功性还有待考证，只是据说老鼠冰冻了16年，成功复活而已。

那么回归正传，我们人如果瞬间冰冻到绝对零度的温度下，而本身想达到绝对零度是相当困难的。如果人被冰冻这个程度，全身都会造成严重破坏的过程，如将血结晶成冰块，就连所有生命细胞都冻结了。

到了这程度，你的身体就像冰棍一般，变得很硬而且易碎，可能砸在地上，就会变成细粉。

可以说，这个是一个疯狂的概念，这会让我们的身体及其过程，灵魂（应该是某种能量）也冻结，当然我们可能会得到永久保存。甚至某种能量还会被困在我们的身体里，无法离开。