22. 阅读材料,回答下面问题:
点水成冰
2022年3月23日下午,天宫课堂第二课在中国空间站开课。课程开始,王亚平取出一袋液体,轻轻挤压出一颗晶莹的液体球,接下来神奇的一幕出现了
——她用一个小棒触碰液体球后,液体球迅速变成了一颗“冰球”。原来液体是处于亚稳定状态的过饱和乙酸钠溶液,只要有一丁点的结晶和颗粒,就能打破它的稳定状态迅速结晶。
很多液体在一定条件下会处于这种亚稳定状态。当温度低到冰点之下时,如果水太过纯净,并且水中没有凝结核,那么即使在0℃以下也不会结冰,还保持着液态。水凝固成冰的一个必要条件是必须有凝结核。“过冷水”就是指达到或低于冰点时却没有凝固成冰的水。凝结核可以是微小的冰晶,可以是水中的悬浮物,可以是器皿的壁。当过冷水中具备凝结核时,例如投入少许固体,或摇晃液体,都会让水迅速凝固,温度回升到凝固点。高空中会存在过冷水的云层,当天空中的飞机穿过这样的云层时,过冷水滴就会附着在机翼、尾翼、螺旋桨以及座舱玻璃上面,很快凝结成冰,如果飞机积冰严重会使飞行发生困难甚至造成事故。
(1)水在0℃以下不结冰形成过冷水的原因是什么?不仅有过冷水还有过热水,通过对材料的学习,试着解释“过热水”的含义。
(2)王亚平老师在授课中告诉同学们,这颗小球看似“冰球”其实是一颗“热球”。请分析为什么“冰球”的温度要高于原来液体球的温度?
(3)飞机上出现积冰危害很大,我们必须设法防止出现这样的危害。若你是飞机工程师,请你设计一个合理的方法,避免飞机在高空中因为积冰严重而使飞行发生困难甚至造成事故。