水溶液凍結過程中的氣泡現象

水在降溫過程中，水中溶解的空氣體積會大大增加。當水凍結成冰時，在水中空氣的溶解情況可以分為兩個步驟，水從初溫降至凍結溫度（或過冷溫度），這是由于溫度的降低，將有更多的空氣進入水中；當水開始結晶后，隨著冰晶的生成，溶解在水中的絕大部分空氣將會析出，這時冰水界面將會有氣泡產生。如果凍結是在開放的空間完成，凍結過程進行的比較緩慢時，氣泡的生成量會更多，這是一種普遍現象。

這些氣泡的生成對生物體低溫保存、食品藥品冷凍干燥的影響使我們所關心的問題。氣泡并不是貫通的，到凍結結束，會形成大小和間距均勻分布的氣泡。

溶液的冷卻速率或冰晶生長速率是影響單位體積內氣泡數量的重要因素，但不是因素。

結論，在凍結時氣泡的生成大小和數量，是空氣析出的速率與冰晶生長速率兩者競爭的結果。在慢速冷卻時，空氣的析出占了主導地位，因此在最終的冰晶中將會有可見的氣泡生成；高速凍結時，冰晶的生長速率占了主導地位，使得在最終的冰晶中只能形成數量眾多但非常細小的氣泡。