奇妙的雪和冰

2018-03-05 10:26西达
小学科学(学生版) 2018年2期
关键词:六角形冰晶冰块

文/西达

冬天里寒冷、萧索,尤其是在北方,看不见半点儿绿意。而在这样的时节里,有一件事情足够让人欣喜,特别是会让小朋友兴奋不已,那就是下雪啦!漫天飞雪,大地变得洁白,人们穿上最厚的衣服,在雪地里跑啊跑啊,不小心摔倒了,自己都忍不住大笑一番!如果你生活在南方,读到这里一定羡慕不已,因为在我国南方的大部分地区是不会下雪的。没关系,无论你有没有见过雪,都跟随我们一起探究一下冰雪的秘密吧!

为什么会下雪

为什么有的地方会下雪,而有的地方不会下雪呢?原来,空气中的水分要变成雪花落下来,需要有一定的条件:当然要有足够低的温度,除此之外,空气的相对湿度也是一个重要条件。当空气的相对湿度超过100%,空气中多余水汽就有可能变成水滴或者冰晶。如果这时空气温度在0℃以下,就会有冰晶形成了。冰晶在空气中运动,不断遇到周围的水汽,水汽被“吸附”到冰晶上,使冰晶不断增长,当它增大到克服了空气的浮力和阻力时,便会落向地面,这就是我们见到的雪花。

神奇的形状

雪花是个神奇的精灵。人们将它们称为“雪花”,是因为它们的形状很像花朵。你知道吗?显微镜下的雪花,简直美翻了!即便没有显微镜,在下雪时如果你仔细观察过,就会发现雪花虽然有各种各样的形状,但这些形状基本都是六角形的。这是为什么呢?

原来,冰的分子多是六角形的。当水汽遇到冰晶,被吸附变成固态时,会凝结在冰晶的边上和角上,而在角上凝结的速度更快,所以看起来冰晶就是在沿着六个角增长。由于冰晶还在空气中不停地运动,所处的温度和湿度条件也在不断变化,这就使得冰晶的增长速度各不一致,形状也变化多端。

雪和冰

你可能注意到,我们在讲雪花的形成时,一直提到的一个词是“冰晶”。没错,我们所说的雪就是大量的冰晶组成的。水的固态形式就是冰,是由水分子有序排列形成的晶体。冰的分子一般呈六角形,冰的晶体一般为六方体。

水在0℃时凝结成冰,水变成冰后,体积变大,密度变小。我们可以看见封冻的河水,冰是浮在水的上面的。我们还知道,瓶装的饮料不能放在冰箱的冷冻室里,因为饮料凝固后,体积会变大,会把饮料瓶撑爆的。

如何堆个冰塔

我们都知道冰面上很滑,有什么好办法可以把冰块一个一个堆成冰塔呢?咱们用实验来尝试一下吧!

实验材料:冰块、盘子、食盐

实验步骤:

1. 用冰格在冰箱里冻一些冰块。

2. 将冰块取出,在尝试堆冰块之前,先把它们平放在盘子里,然后在每个冰块的上表面上撒一些食盐。

3. 等上两三分钟之后,试着把冰块一个一个堆起来吧!

在尝试把冰块堆起来时,你会发现,加了盐之后,冰块表面变得不再光滑。一个冰块放在另一个上面,仿佛被胶水粘住了一样呢!冰块一个一个地堆起来,完全不会滑落。这又是什么原因呢?

我们撒在冰块表面的食盐降低了水的冰点,随着盐的溶解,盐粒周围的冰也开始融化。这样冰面就被不均匀地溶解掉了,使表面充满了小坑,变得很不光滑。另外,冰块内部的温度要远低于水的冰点,又从刚刚溶解掉的水中吸收热量,这样,冰块表面又重新冻结。所以,相互接触的两个冰块表面其实是被冻在一起了,当然不会滑落了!

生活在北方的同学又要发言了:如果撒的盐足够多,是会把冰块全部溶解掉的!这就是为什么盐经常被人们用来融化公路和人行道上的冰。

趁着冬天还没过完,仔细体验一下冰和雪给我们带来的乐趣和启示吧!

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