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。