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高中物理铁丝穿冰课外实验观察

查字典物理网 2016-05-10

放在冰上的铁丝能穿过冰块吗？时间再长也穿不过，可是当铁丝下面挂上重物后压在冰上，时间长些情况如何？

器材：厚冰，细铁丝和重物。

在冬天取一块厚些的冰，架空，用细铁丝绕过冰块下挂重物。过一段时间会看到细铁丝穿过冰块而不留下切口。请你实验一下并作出解释。

这是因为：物体在熔化时，若体积膨胀，加大压强阻碍膨胀，则熔点升高；熔化时若体积缩小，加大压强有助缩小，则熔点降低。冰熔化成水时，体积变小，所以加大压强后熔点降低。实验中冰与铁丝的接触面很小，加挂重物后可得到很大压强，接触处的冰因熔点降低而熔化。熔化的水跑到铁丝上面，因压强回复到1大气压，熔点升高到0℃，又结成冰。结冰放出的热量又供给铁丝继续熔化下面的冰。如此下去铁丝穿过冰块下落，而冰块依然完整。

自然界中冰河的形成也是这样。高山上积雪较厚，时间长了，随着积雪的增加，雪底部的压强增大，冰的熔点降低，因此底部的雪熔化。熔化成的水由积雪中的缝隙上升，升到压强稍小处，又冻结为冰。这样反复若干次形成庞大的冰块，冰块底部同样也是压强大熔点低，冰又熔化为水，使冰块沿山坡徐徐下滑，形成冰河。

北方的同学都爱滑冰，脚踏冰鞋在冰上时，由于冰鞋刀刃很薄，与冰的接触面积一共只有几平方毫米，整个体重压在这样小的面积上，对冰的压强是极大的，因此刀刃下的冰熔点降低，冰熔化成一薄层的水，分布在冰鞋刀刃与冰面之间，起了润滑作用，因而可使人自由滑冰，作出各种优美动作。冰刀滑过之后，压强减小，熔点升高，水又立即冻成冰。

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