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切而不断的冰块

时间:2022-02-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:不过只能切过,但不能切断。但是为何切而不断呢?这个实验引起了小周和小张的浓厚兴趣.面对实验,机灵的小周抢着说:“我看奥妙就在于挂了重物,铁丝下面的冰受到的压强增大了。我记得有本书上说,固体的熔点随压强增大而升高。”其实,小周两次说的都对,问题是没有具体指明是对哪种晶体。小周对此进一步作了说明。

(一)

你能相信吗,用铁丝不但能切开豆腐肥皂之类的软东西,也能切割冰块?不过只能切过,但不能切断。这种说法,怀疑者有之,反对者亦有之。“既然是切过,为什么不能切断呢?”“冰那么硬,用铁丝根本就切不动。”众说纷纭,莫衷一是。还是让我们通过实验来作证吧。

把一大块冰,用凳子架起来。然后用细铁丝绕过冰块,两头拧在一起,下面挂一个重物。过一段时间,只见重物拉着铁丝圈慢慢地向下运动,从冰块中切过,直到从下面脱出。令人奇怪的是,冰块真的没有被截成两段,切口处完好无损,在事实面前,大家面面相觑,目瞪口呆。但是为何切而不断呢?

(二)

这个实验引起了小周和小张的浓厚兴趣.面对实验,机灵的小周抢着说:“我看奥妙就在于挂了重物,铁丝下面的冰受到的压强增大了。我记得有本书上说,固体的熔点随压强增大而升高。”

“什么?冰的熔点足0℃。现在的气温是l℃,可是冰熔解了,这不是熔点降低了吗!”小张反驳道。

“那就是压强增大熔点降低呗,”小周赶忙补充道。

其实,小周两次说的都对,问题是没有具体指明是对哪种晶体。凡是熔解时体积膨胀的物质,熔点随着压强的增大而升高,绝大部分晶体都是这样;凡是熔解时体积缩小的物质,其熔点便随着压强的增大而降低,冰、灰口铁等就属于此类。实验表明,冰所承受的压强每增加1个大气压,它的熔点大约下降0.0075℃。铁丝能够切冰而过,确实是铁丝上挂的重物起了作用,使铁丝下面的冰的熔点降低了。

“噢,原来冰能被切是由于压强增大,熔点降低的缘故。那么,为什么冰块切而不断呢?。小张不解地问。

“这很容易解释,铁丝向下切冰,上面的水又处于大气压下,而且气温低于0℃,于是又重新结成了冰,而把被切开的冰块重新连接起来。”小周对此进一步作了说明。

(三)

冰的熔点随压强增大而降低的现象,只要细心观察并不难发现。比如滑冰者的冰刀在冰面上划过时,也能切开冰面,使刀口下面的冰熔化成水。正是有了这层水的润滑,滑冰者才能滑溜如飞,其动作是很矫健而优美的。如果滑冰人的体重是60千克,冰刀的刃部同冰面的接触面积是5mm2,刀刃对冰的压强约为1200大气压那么在这个压强的作用下,冰的熔点会降低到—10℃。当然,如果气温比这个温度还低,冰刀下的冰很难熔化,滑冰就很困难了,经常滑冰的人都有这个经验。

滚雪球是北方寒冷地区的小朋友经常爱玩的游戏。雪花本身并不潮湿,彼此也没有粘附作网,纷纷扬扬,漫天飞舞。但是,雪球为什么会越滚越大呢?这还是由于冰雪的熔点随着压强的增大而降低的缘故。雪球不断地滚着、压着,被压的雪就熔化成水。因为气温在0℃以下,水又马上结成冰,使雪球被包在一层薄薄的冰壳里面,因此雪球就越滚越大了。

做雪球也是这个道理,在用手捏实时融化了一层雪,再结冰而成。当然气温很低是做不成雪球的。

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