冰和水共存状态下的计算。

提高设定温度,渐渐融化。
降低设定温度,渐渐凝固。

在这个动画演示里是根据时间 「2.冰融化的计算 」 「3.液体水的汽化(沸腾)做的计算以」 的10倍的速度播放的,一个画面和一个画面之间的间隔是 0.2 ps。 也就是说对于平时的时间速度来说是非常慢的。 (以AVI形式的动画片,现实的时间的流动的1700亿分之一倍。)


融化过程中的计算(20摄氏度)

192个H2O分子由(= 284个的H原子+ 192个的O原子)组成的系 保持在20摄氏度(=293 K)的时候,内部热能和密度值在不断的上升. 也就是液体水的部分不断扩大直至全体融化。

冰和水共存状态

水分子(H2O中六角形状的部分(左侧)是固体的冰不规则排列的部分(右侧)是液体的水.

融化正在进行












从上面的图可以发现经过约60 ps 后,液体的部分已经明显的扩大。

全体融化的状况












又经过40ps 后,全部融化变成了液态的水.

融化前后的过程

为了更容易看到一点一点融化的过程。
融化过程的动画片(17秒)观看 (AVI形式,10 MB)

还有,能够从各个角度观看的gfa文件 solliq-293K.gfa (2.1 MB).
(使用法这边点击。


渐渐凝固的计算(-5摄氏度)

192个H2O分子由(= 284个的H原子+ 192个的O原子)组成的系 保持在-5摄氏度(=268 K)的时候,内部热能和密度值不断减少。 固体冰部分不断扩大直至全体凝固。

冰和水共存的状态











水分子(H2O中六角形状的部分(左侧)是固体的冰不规则排列的部分(右侧)是液体的水。

凝固的进行过程












从上面的图可知约30 ps 经过后,固体的部分不断的扩大。

全体凝固的状态













又经过30 ps 后,全体变成了固态的冰。

凝固的过程的样子

观看连续凝固过程的样子.
凝固过程的动画片(1分17秒)观看 (AVI形式,44 MB)

还有,能够从各个角度观看的gfa文件 solliq-268K.gfa(9.4 MB).
(使用法这边点击)

如果仅仅只是固体的冰的融化的计算的话只要保持高温度就容易办到( 在「2.冰融化的计算」)。 液态水的凝固的计算不是那么容易计算的。但是冰(固态)水(液态)的共存的状态可以进行固体的计算。


Copyright by

高知大学教育学院赤松研究室 赤松 直 南场 功充
岐阜大学教育学院川上研究室 川上 绅一
东京工业大学地球行星科学专攻河村研究室 河村 雄行

合作者

产业技术综合研究所测量国境研究部门 泽口直哉

中文网页翻译者

高知大学教育学院赤松研究室 田 伟