如果你住的地方冬天很冷，你可能会在寒冷的早晨看到停在外面的汽车上覆盖着一层薄薄的冰。但是，是什么导致了这场霜冻呢?怎样才能快速摆脱它呢?

　　我是一名机械工程教授，研究水蒸气在不同大气条件下如何与空气中的粒子相互作用。结霜的挡风玻璃类似于我在实验室里研究的一些热力学问题，也是我每年冬天上班路上要处理的一个讨厌的问题。

　　地球大气中的空气总是含有一定量的水蒸气，但空气所能容纳的水蒸气是有限的。科学家称这个极限为100%相对湿度。露点是指相对湿度达到100%时的温度。

　　湿空气的露点温度高，干空气的露点温度低。温度每下降一度，空气就更接近它的露点温度——或者说它的水汽承载能力。达到露点温度后的任何冷却都会导致水凝结在表面上，或形成雾。

　　一夜之间，面对寒冷黑暗天空的汽车挡风玻璃被辐射冷却，这意味着它们以可见光和不可见光的形式向周围区域释放热量。当空气与冷的挡风玻璃接触时，它可以达到露点温度。然后，水蒸气凝结在挡风玻璃上。

　　当这种辐射冷却将挡风玻璃表面的温度降至冰点以下，即32华氏度(零摄氏度)时，挡风玻璃上的冷凝水层就会变成霜。

　　要给结冰的挡风玻璃除霜，你可以采用几种不同的方法，其中一些方法要花更长的时间，需要付出更多的努力。

　　一种方法是直接在霜层上喷洒少量热液体来帮助融化它。为了使这种方法起作用，喷雾液体必须足够热，以使霜层的整体温度升高到熔点以上。但温度不能比玻璃的温度高得多，否则你的挡风玻璃会破裂。

　　在不损坏汽车的情况下融化冰的更好方法是在车窗上喷一种冰点比水低的热液体，比如外用酒精和水的混合物。这种温暖的混合物会在不加热玻璃的情况下融化霜层，并且在挡风玻璃上产生的液体层的冰点将比水低。它会保持液体状态，你可以用雨刷把它擦掉。

　　类似的酒精和水的混合物——例如乙二醇——通常用于维持溜冰场的冰面。

　　水和外用酒精的混合物可以融化挡风玻璃上的冰。

　　这种方法可以迅速而容易地融化冰，不需要太多的努力。你甚至不需要打开你的车。

　　如果你还有一点时间，你可以启动汽车，运行空气除霜系统，将热空气吹到挡风玻璃内部——目标是80华氏度以上。这会使挡风玻璃变暖，并最终融化霜层。一旦你看到一些融化，你可以用雨刷把剩下的冰擦掉。

　　这个选项消耗更多的能源，因为你的车将不得不加热挡风玻璃，但它不需要你做太多。

　　使用除霜系统将暖空气吹向挡风玻璃，也有助于在挡风玻璃因凝结而起雾时清除挡风玻璃内部。否则，如果外面很干燥，你也可以通过打开车窗，让外面的空气进来来清除挡风玻璃上的雾。

　　你可以用刮冰器把挡风玻璃上的冰刮成大块，这样雨刷片就可以把它们刮掉了。Cliff DesPeaux/路透社提供的资料图片

　　如果你赶时间或者需要锻炼，你可以用刮冰器刮掉挡风玻璃上的霜，形成更小的冰岛。然后，挡风玻璃刮水器可以通过移动和融化这些冰块来机械地移动它们。这对你来说需要更多的能量，但对你的车来说并不需要太多。

　　如果你有一个轻松的一天开始，你可以让太阳温暖挡风玻璃，慢慢融化霜冻层。这项技术可以从各个方面节省能源。

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