Nước sôi đóng băng khi hất lên cao
Theo Taneil Uttal, nhà nghiên cứu khí hậu vùng cực ở Cục Quản lý Đại dương và Khí quyển Quốc gia Mỹ (NOAA), nước là một chất đặc biệt bởi nó có thể tồn tại ở cả ba dạng rắn, lỏng, khí cùng lúc. Hiện tượng này gọi là điểm ba trạng thái (triple point) và chỉ xảy ra khi nhiệt độ nước đạt 0,01°C.
Khi đun sôi nước, bạn cần thêm năng lượng vào nước ở trạng thái lỏng. Năng lượng đó khiến các phân tử tách ra xa khỏi nhau cho đến khi nước bay hơi thành dạng khí. "Khi bạn hất nước sôi lên cao, nước chia thành những giọt nhỏ rất nóng", Uttal giải thích. Do quá nóng, những giọt nước cực nhỏ bắt đầu bay hơi. Nhưng do không khí lạnh không thể chứa nhiều hơi nước như không khí ấm, nước ngưng tụ lại. Thời tiết lạnh cực hạn nhanh chóng đóng băng những giọt nước và chúng rơi xuống dưới dạng tinh thể băng.
Cách giải thích này cũng đúng với video gây sốt năm 2014 ghi hình một người đàn ông ở Ontario, Mỹ, bắn súng phun nước ngoài trời lạnh -41°C. Nước nóng trong súng phun nước gặp không khí lạnh và lập tức ngưng tụ thành tinh thể băng.
Sương mù băng trên mặt hồ
Trong mùa đông ở Mỹ, không khí bên trên nhiều hồ nước lớn đủ ấm để khi nước bay hơi, bạn không thể quan sát những giọt nước nhỏ mà không sử dụng kính hiển vi. Nhưng trong thời tiết cực lạnh, hơi nước đóng băng ngay lập tức tạo ra sương mù
"Ở Bắc cực, chúng tôi gọi đây là hiện tượng phủ sương (riming). Tất cả thiết bị của chúng tôi đều bị phủ sương do sương mù băng", Uttal .
Theo Uttal, nhiệt độ có thể hạ thấp tới mức hiện tượng phủ sương sẽ làm lông mi đóng băng dính chặt vào nhau. "Đó là lý do tôi không đeo kính gọng kim loại trong vài năm qua. Tôi mua kính gọng nhựa để tránh hiện tượng phủ sương làm gọng kính đóng băng trên mặt", Uttal nói.
Bọt xà phòng đóng băng
Bọt xà phòng hình thành khi một lớp phân tử nước bị mắc kẹt giữa hai lớp phân tử xà phòng. Khi trời lạnh, lớp nước đóng băng trước khi bọt xà phòng vỡ. Sau khi lớp nước đông cứng, không khí bên trong bọt xà phòng bắt đầu lan tỏa. Theo Bryan Wunar, giám đốc sáng kiến cộng đồng ở Trung tâm tiến bộ giáo dục khoa học thuộc Bảo tàng Khoa học và Công nghiệp Chicago, trời càng lạnh, bọt xà phòng càng giữ nguyên hình dáng lâu hơn.
"Không khí bên trong bọt xà phòng sẽ khuếch tán nhanh hơn nếu trời ấm hơn và chậm hơn nếu trời lạnh hơn. Nếu ngoài trời rất lạnh như thời tiết âm độ trong tuần này, bọt xà phòng có thể hình thành tinh thể băng. Thay vì vỡ, bọt sẽ nứt sau khi tạo thành cấu trúc kết tinh", Wunar giải thích.
