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我们常说:“冰的熔点是0℃。”其实这个结论是有条件的。即只有在1个标准大气压下。冰的熔点才是0℃。由此可见。晶体的熔点会受压强的影响。晶体熔化时若体积膨胀。它的熔点就随着压强的增大而升高:晶体熔化时若体积缩小。它的熔点就随着压强的增大而降低。冰在熔化时。其体积减小。因此当压强大于1标准大气压时。冰的熔点就低于0℃:当压强低于1标准大气压时。冰的熔点就高于0℃。
冰的熔点随压强增大而降低可通过实验显示出来:如右图,取一块长方体冰块。把它放在支架上。将一根细钢丝横跨在冰块上。在钢丝的下端挂一个1 kg左右的重物。耐心仔细地观察,会看到一个非常奇妙有趣的现象:钢丝会逐渐嵌入冰块。并缓慢地向下移动。最后从冰块下面脱出。而冰块并未被切割成两块。并且钢丝经过的地方完好如初。
冰块为什么会“割”而不断呢?原来是压强捣的鬼。由于钢丝下吊有重物。使得钢丝下的冰受到的压强增大了。远远大于1标准大气压。此处的冰因熔点降低而缓慢熔化成水。钢丝也就会缓慢向下移动。钢丝下移后。它上面缝隙里的水又处于1标准大气压下。其凝固点是0℃。同时钢丝下面被压的冰熔化时要从周围吸收热量。钢丝上方的水放出热量。温度降低到0℃以下。又会重新结冰。使被钢丝切开的冰又重新连接起来。就这样。钢丝慢慢地“切割”下去。而冰块完好如初。
大量实验事实证明。压强增大1标准大气压,冰的熔点降低约0.007 5℃。用这个实验结论可以解释日常生活中常见的两个比较有趣的实际问题。
1 雪球为什么越滚越大?
因为冰雪的熔点只有在1标准大气压下才是0℃。如果压强增大,它的熔点就会降低。当我们把疏松的雪压紧时。加大了雪片之间的压力。雪的熔点因此而下降。在0℃以下。雪照样可以熔化成水附着在雪团上。当雪团滚动后。附着在雪团上的水随着压力的减小又结成冰。使雪球变大。随着雪球不断地在雪地上滚动,雪团下的雪被压熔化。减压后又会结冰,与雪球结合在一起。因而雪球会越滚越大。
2 滑冰运动员为什么能在冰面上快速滑行?
大家都知道。滑冰运动员的冰鞋上都装有冰刀。从表面上看,这是为了减小受力面积,增大压强,其实更深层的作用是为了提高滑行的速度。你知道其中的道理吗?
穿冰鞋在冰上滑行时,刀与冰面有一定的摩擦。由于冰刀与冰面的接触面积很小。它对冰面的压强显著地增大,使接触处冰的熔点降低。此处的冰在0℃以下照样可以熔化成水。这样就在冰刀周围能形成了一层水。这就相当于在冰刀前进的道路上抹了一层润滑剂。使得冰刀与冰之间的摩擦力大大减小。因而滑冰运动员可以在冰面上快速滑行。
责任编辑 程哲
冰的熔点随压强增大而降低可通过实验显示出来:如右图,取一块长方体冰块。把它放在支架上。将一根细钢丝横跨在冰块上。在钢丝的下端挂一个1 kg左右的重物。耐心仔细地观察,会看到一个非常奇妙有趣的现象:钢丝会逐渐嵌入冰块。并缓慢地向下移动。最后从冰块下面脱出。而冰块并未被切割成两块。并且钢丝经过的地方完好如初。
冰块为什么会“割”而不断呢?原来是压强捣的鬼。由于钢丝下吊有重物。使得钢丝下的冰受到的压强增大了。远远大于1标准大气压。此处的冰因熔点降低而缓慢熔化成水。钢丝也就会缓慢向下移动。钢丝下移后。它上面缝隙里的水又处于1标准大气压下。其凝固点是0℃。同时钢丝下面被压的冰熔化时要从周围吸收热量。钢丝上方的水放出热量。温度降低到0℃以下。又会重新结冰。使被钢丝切开的冰又重新连接起来。就这样。钢丝慢慢地“切割”下去。而冰块完好如初。
大量实验事实证明。压强增大1标准大气压,冰的熔点降低约0.007 5℃。用这个实验结论可以解释日常生活中常见的两个比较有趣的实际问题。
1 雪球为什么越滚越大?
因为冰雪的熔点只有在1标准大气压下才是0℃。如果压强增大,它的熔点就会降低。当我们把疏松的雪压紧时。加大了雪片之间的压力。雪的熔点因此而下降。在0℃以下。雪照样可以熔化成水附着在雪团上。当雪团滚动后。附着在雪团上的水随着压力的减小又结成冰。使雪球变大。随着雪球不断地在雪地上滚动,雪团下的雪被压熔化。减压后又会结冰,与雪球结合在一起。因而雪球会越滚越大。
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2 滑冰运动员为什么能在冰面上快速滑行?
大家都知道。滑冰运动员的冰鞋上都装有冰刀。从表面上看,这是为了减小受力面积,增大压强,其实更深层的作用是为了提高滑行的速度。你知道其中的道理吗?
穿冰鞋在冰上滑行时,刀与冰面有一定的摩擦。由于冰刀与冰面的接触面积很小。它对冰面的压强显著地增大,使接触处冰的熔点降低。此处的冰在0℃以下照样可以熔化成水。这样就在冰刀周围能形成了一层水。这就相当于在冰刀前进的道路上抹了一层润滑剂。使得冰刀与冰之间的摩擦力大大减小。因而滑冰运动员可以在冰面上快速滑行。
责任编辑 程哲