水遇冷冻结成冰,冰是水的固态。地球表面10%被冰覆盖。大块移动的冰叫作冰山或冰川。海上的大冰块叫作冰山,陆地上的叫作冰川。冰川能在薄薄的水层上滑行,产生巨大的力量,足以磨损岩石,开辟峡谷。
水在遇冷冻结成冰的时候,也体现出冰的一些性质。
反膨胀现象
当温度降到0摄氏度以下,水遇冷冻结成冰的时候,是会膨胀、体积变大呢,还是会冷缩、体积变小呢?
我们通过实验来亲自检验一下。
你需要:一只玻璃杯,水,冰箱,马克笔(记号笔)。
第一步:接半杯水。
第二步:在水位处画一条线作为标记。
第三步:将水杯放在冰箱的冷冻室里8小时。不要在杯子上盖盖子。你认为会发生什么?你认为冻结的冰会高于还是低于玻璃杯上的标记?
第四步:8小时后,观察杯子。冰的最高处在哪儿?
你的预测正确吗?冰的高度是不是高于玻璃杯上的标记了?这说明,在温度达到0摄氏度以下,水冻结成冰时,体积也会随之变大。这是水呈现出的反膨胀现象。相同质量的冰和水,冰的体积比水的体积大9%。进入岩缝的水冻结后,能够产生巨大的力量,足以将岩石劈开。
与水相比,密度变小
密度是一个物理概念,是指在规定温度下,某种物质单位体积的质量。用公式表示,则是:密度一质量(克)/体积(立方厘米)。
比如,1立方厘米的水,它的质量是1克,所以它的密度为1克/立方厘米。同等质量的物体体积越小,密度就越大;体积越大,密度就越小。
实心物体在水中,密度小于水的密度,则会漂浮;等于水的密度,会悬浮;而大于水的密度,则会下沉。
现在你能想到冰会浮在水面还是下沉了吗?
同等质量的水,在结成冰时,体积会变大9%,冰的密度就会小于水的密度。因此,冰会浮在水面上。
盐水的冰点更低
下大雪时,路面会结冰,影响人们的出行。这时,环卫工人总会在路面上撒盐。小朋友,你知道这是为什么吗?当盐撒入雪中后,盐与冰雪中的水融合成盐水。由于盐水的冰点低于淡水的冰点(0摄氏度),所以冰雪会融化为液态而不凝结。
你需要:2只水杯,水,盐,量勺,冰箱。
第一步:从水龙头里接半杯水,放在一边。
第二步:另一只水杯也接半杯水。往里面加入两勺盐,搅拌。
第三步:把2只杯子放在冰箱的冷冻室里。等待2小时。你认为哪只杯子里的冰多?
2小时后,检查杯子。
你的想法正确吗?你能解释一下原因吗?