冰熔化後為什麼會減少重量

時間 2022-02-21 15:45:17

1樓:匿名使用者

因為水在四度時密度最大,就是說分子最緊密,溫度再冷後,水分子就不緊密了,就是說密度改變,這樣空氣進去了,體積就大了

冰比水輕

--(原載2023年12月《開明少年》)

冰比水輕,大家井不覺得奇怪,其實是一件非常奇怪的事。

咱們把一團豬油放在鍋子裡,等它熔化了,再加進一團去。這團凝固的豬油,一定沉到熔化的豬油

下面,決不會浮在面上。

在鍋子裡熔錫也乙個樣。錫塊總是沉在融錫下面。差不多所有的物質都乙個樣,在固態的時候,密

度都比在液態的時候大。

冰的密度反而比水小,所以能浮在水面上。在自然界中,這種情形是很少見的。

為什麼冰的密度反而比水小呢?原因只有乙個,就是水在結冰的時候,體積增大了,違背了「熱脹冷

縮」的常規。

水在結冰的時候體積會膨脹,這倒是大家都知道的常識。冬天到來之前,我們把放在露天的水缸齊

口埋在地面下,蓋上稻草編成的缸蓋,就為的提防水結了冰會把水缸脹破。

有人做過這樣的試驗:冬天,他在兩個炸彈的鋼殼裡灌滿了水,用木塞塞緊了,放在露天過了一夜

。第二天早上去看,乙個炸彈殼的木塞給冰沖到了六七公尺以外,口子里長出一條冰柱;另乙個炸彈殼裂

了一道縫,冰從裂縫裡擠了出來。

到了冬天,放在露天的瓦缸都應該倒扣過來,免得積了水會凍裂。露天的自來水管得用稻草包紮起

來,結了冰放不出水來還是小事,凍裂了損失可大了。不能耐寒的花樹果樹和幼小的苗木,也得用稻草

包紮。樹木的細胞裡含的水要是結了冰,會把細胞膜脹破,植物的組織就給破壞了。

到了冬天,磚牆外層塗的水泥往往會整塊整塊往下掉;水泥鋪的場地路面往往會裂縫,甚至拱了起

來;都是冰在作怪。水泥只要稍稍有點兒裂縫,雨水就會滲進去;要是一結冰,體積一膨脹,就把水泥

給破壞了。

岩石崩裂也是這個道理。岩石的裂縫裡積了水,冬天一結冰,體積一膨脹,就把裂縫撐大一點兒;

第二年,裂縫裡積的水更多了,結了冰,裂縫就撐得更大了。這樣年復一年,大塊的岩石就從山上崩下

山來了。

如果水結冰的時候體積不膨脹,對於我們來說,不就減少了許多麻煩和損失嗎?初初想來,這話似

乎很有道理,可是再一想,水結冰的時候體積如果收縮,冰的密度不就比水大了嗎?不就要沉到水底下

去了嗎?水面上沒有冰,固然可以不妨礙航行,可是水一結冰就沉底,上層的水受了冷不是又要結冰嗎

?水底的冰越積越多,最後所有的江河湖海,都非連底凍結不可了,而且永遠不會融化。太陽的熱是達

不到海洋的底層的,海洋裡的植物動物當然都無法生存。我們知道,陸地上的植物動物最初都是從海邊

爬上岸來的。海洋連底凍結成冰,陸地上會不會有生物也成了問題。這樣一比較,你一定會作出正確的

判斷來了。

冰不但密度比水小,還不容易傳熱。水面上結了冰,能保護下層的水,使下層的水凍結得稍稍慢一

點兒。即使較小的池塘河溝,到了冬天連底凍結還是很少見的。連北冰洋的厚厚的冰塊下面,海水還照

常流動,魚還在自由自在地游泳。

水在結冰的時候體積要膨脹,如果硬不讓它膨脹,溫度即使降到0℃以下,水仍舊結不成冰。換句話

說,水受了壓力,凝固點就會降低。有人把水放在堅固的鋼筒裡做過實驗,證明了這個設想。

咱們沒有鋼筒,也可以證明水受到了壓力會降低凝固點。在冬天,我們找一大塊冰來,把它擱在兩

張桌子之間。拿一條鐵絲彎成個環,攔腰套在冰塊上。鐵絲環下面掛個沉甸甸的秤錘。我們會看到鐵絲

會慢慢地往下扣進冰塊。可是鐵絲k面的冰仍舊結得好好的,沒有被鐵絲扣過的痕跡。這是怎麼回事呢?

原來鐵絲環下面掛著個秤錘,它扣在冰塊上的壓力是很大的,受壓的一部分冰就化成水了。鐵絲再往下

扣,它上面的水失去了壓力,立刻又結成了冰。

溜冰就利用了這個原理。冰鞋底上有一雙冰刀,我們全身的重量,都在這雙薄薄的冰刀上。冰刀加

在冰上的壓力是很大的,使冰化成了水。冰刀和冰之間有了這一薄層水,像加了潤滑劑似的,就可以順

利地向前滑行了。玻璃比冰更滑溜,可是沒有人能穿了冰鞋在玻璃上溜的,就因為玻璃受了壓力不會融

化。 水在4 ℃時密度最大,冰的密度反而比水小(附圖)

由於水分子有很強的極性,能通過氫鍵結合成締合分子,如以下的結構式(虛線表示氫鍵)。

液態水,除含有簡單的水分子(h2o)外,同時還含有締合分子(h2o)2和(h2o)3等,當溫度在0℃水未結冰時,大多數水分子是以(h2o)3的締合分子存在,當溫度公升高到3.98 ℃(101 kpa)時,水分子多以(h2o)2締合分子形式存在,分子佔據空間相對減小,此時水的密度最大。如果溫度再繼續公升高在3.

98 ℃以上,一般物質熱脹冷縮的規律即佔主導地位了。水溫降到0 ℃時,水結成冰,水結冰時幾乎全部分子締合在一起成為乙個巨大的締合分子,在冰中水分子的排布是每乙個氧原子有四個氫原子為近鄰(兩個共價鍵,兩個氫鍵),如下圖所示。這樣一種排布導致成一種敞開結構,也就是說冰的結構中有較大的空隙,所以冰的密度反比同溫度的水小。

水分子間以氫鍵連線

另外,拆散締合分子需要消耗一定的能量,這也足以說明為什麼水有較大的比熱容的緣故。

2樓:匿名使用者

在密封環境中冰熔化後不會減少重量的!

在自然熔化過程中會的蒸發!

3樓:匿名使用者

不會質量不變

體積邊小

密度變大

漂浮在水面上的冰融化成水後水液面高度不變,那為什麼冰裡面有石頭時為什麼冰融化後水面會下降

4樓:

假如冰裡有石頭,如果下沉水底,冰的密度比水小,同樣重量的冰比同樣重量的水的體積大,所以融化後,體積變小,液位下降。如帶石頭的冰不下沉,你總可以去掉一部分冰,讓另外的帶石頭的冰下沉,去掉的部分不會使液位下降,下沉的部分,如上所述。

5樓:形上為道

冰裡有石頭時,浮力f1=冰重+石重,融化後石頭沉入水底,總浮力f2《冰重+石重,f2

6樓:life牆外

這個解釋比較麻煩,就是說石頭和冰的密度不同

是水重還是冰重?冰融化成水,誰重?

7樓:秋日的歌

100g冰化成水當然是100克啦。。因為物質守恆啊但是體積當然就小了

水結成冰的時候由於水分子間氫鍵的原因使得水變成固體密度變小同樣的體積水的重量就會重

同樣的重量冰的體積就會大了

8樓:星際知心

100g的冰融化成水

m水=m冰

就和1000kg鋼鐵與1000kg棉花誰重一樣

9樓:

同體積水重

冰化成水是不考率蒸發的話一樣重

10樓:匿名使用者

水密度比冰大,相同體積情況下水重

11樓:匿名使用者

一百克冰不可以熔化成一百克水,冰在熔化的時候會生成一部分水蒸汽的

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