水遇冷凍結成冰,冰是水的固態。地球表面10%被冰覆蓋。大塊移動的冰叫作冰山或冰川。海上的大冰塊叫作冰山,陸地上的叫作冰川。冰川能在薄薄的水層上滑行,產生巨大的力量,足以磨損巖石,開辟峽谷。
水在遇冷凍結成冰的時候,也體現出冰的一些性質。
反膨脹現象
當溫度降到0攝氏度以下,水遇冷凍結成冰的時候,是會膨脹、體積變大呢,還是會冷縮、體積變小呢?
我們通過實驗來親自檢驗一下。
你需要:一只玻璃杯,水,冰箱,馬克筆(記號筆)。
第一步:接半杯水。
第二步:在水位處畫一條線作為標記。
第三步:將水杯放在冰箱的冷凍室里8小時。不要在杯子上蓋蓋子。你認為會發生什么?你認為凍結的冰會高于還是低于玻璃杯上的標記?
第四步:8小時后,觀察杯子。冰的最高處在哪兒?
你的預測正確嗎?冰的高度是不是高于玻璃杯上的標記了?這說明,在溫度達到0攝氏度以下,水凍結成冰時,體積也會隨之變大。這是水呈現出的反膨脹現象。相同質量的冰和水,冰的體積比水的體積大9%。進入巖縫的水凍結后,能夠產生巨大的力量,足以將巖石劈開。
與水相比,密度變小
密度是一個物理概念,是指在規定溫度下,某種物質單位體積的質量。用公式表示,則是:密度一質量(克)/體積(立方厘米)。
比如,1立方厘米的水,它的質量是1克,所以它的密度為1克/立方厘米。同等質量的物體體積越小,密度就越大;體積越大,密度就越小。
實心物體在水中,密度小于水的密度,則會漂浮;等于水的密度,會懸浮;而大于水的密度,則會下沉。
現在你能想到冰會浮在水面還是下沉了嗎?
同等質量的水,在結成冰時,體積會變大9%,冰的密度就會小于水的密度。因此,冰會浮在水面上。
鹽水的冰點更低
下大雪時,路面會結冰,影響人們的出行。這時,環衛工人總會在路面上撒鹽。小朋友,你知道這是為什么嗎?當鹽撒入雪中后,鹽與冰雪中的水融合成鹽水。由于鹽水的冰點低于淡水的冰點(0攝氏度),所以冰雪會融化為液態而不凝結。
你需要:2只水杯,水,鹽,量勺,冰箱。
第一步:從水龍頭里接半杯水,放在一邊。
第二步:另一只水杯也接半杯水。往里面加入兩勺鹽,攪拌。
第三步:把2只杯子放在冰箱的冷凍室里。等待2小時。你認為哪只杯子里的冰多?
2小時后,檢查杯子。
你的想法正確嗎?你能解釋一下原因嗎?