江笑
固體:冰
當溫度下降到0°C以下后,分子與分子之間會緊密地“手拉手”,排列整齊,不再亂跑了。這就是水的冰凍狀態,也就是冰。
液體:水
液體狀態的時候,分子與分子之間是處于稍微松散的連接狀態,分子能自由地活動。這就是為什么水能自由流動。
氣體:水蒸氣
當水溫達到100°C的時候,剛剛蒸發的水蒸氣中,水分子達到秒速約700米的超高速狀態。
水分子的形狀如圖所示,是一種很特別的構成,不管怎么整齊排列,都是有縫隙的。這也賦予了水一種不可思議的性質:當它在4°C液體狀態的時候是密度最大的,也就是最重的,高于或低于4°C則越來越輕。
當寒冷的冬天來臨之后,氣溫開始下降,池水的溫度也開始下降。不過請注意,最先降溫的是水面。
當水溫高于4°C時,水溫越高,水越輕。所以,池塘里的水開始對流,溫的水向上移動,冷的水向下移動,慢慢地,全部池水都會變冷。
當池水溫度低至4°C時,對流停止了。這是因為水在4°C以下,越冷的水反而越輕,越接近水面。
水面的溫度進一步下降,最終到達0°C的時候,水就開始結冰了。但是在池塘底部,水溫還保持在4°C,在水里的魚也不會被凍死。
1
水是從岸邊的水域開始結冰的。結冰的部分像樹枝一樣,慢慢地向池塘中心延伸開來,同時向池水底部呈刺狀結冰。
2
最終一層薄薄的冰層覆蓋住了水面。
3
如果再冷下去的話,冰層加厚,冰層下面的凹凸不平也逐漸填平、消失。