2008年春节前后,我国南方很多地区遭遇了罕见的雪灾,公路、铁路因路面结冰而无法使车辆正常通行。许多城市采用在路面上撒大量的盐,使冰很快熔化来保证车辆和行人的出行安全。能防止雪水再次结冰。即在相同气温条件下,熔化了的冰雪不再结冰了。
水的凝固点能改变吗?观察下面的现象并进行实验,相信你会获得满意的答案。
一、盐与水的凝固点
同样的气温下,路面上的冰不加盐不能熔化,加了盐之后就熔化了,是不是加盐能影响冰的熔点?加了盐的冰是否熔点降低?小汉决定对此进行研究。
提出问题:相同气温条件下,为什么盐水不再结冰了?
猜想与假设:加了盐的冰可能熔点降低。
设计方案1:
(1)主要器材:两相同烧杯、水、盐、带玻璃盖的冰柜。
(2)实验步骤:一个烧杯盛水,一个盛盐水(注意水量相同,水的温度相同),同时放入冰柜中,透过冰柜的玻璃盖观察实验现象。
分析与论证:如果猜想正确,在实验中应观察到的现象是:。
得出的结论是:。
(水先结冰,盐水后结冰 ;水中加盐能降低水的凝固点)
设计方案2:
(1)主要器材:烧杯、水、铁架台、盐、温度计、停表、带玻璃盖的冰柜。
(2)实验步骤:用上述器材在带玻璃盖的冰柜中对水和盐水进行实验,将有关数据记入下表。
时间t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
水的温度t/℃ | 2 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
水的状态 | 液态 | 液态 | 液态 | 冰出现 | 冰增多 | 冰增多 | 冰更多 |
盐水的温度t/℃ | 2 | 1 | 0 | -1 | -3 | -5 | -5 |
盐水的状态 | 液态 | 液态 | 液态 | 液态 | 液态 | 液态 | 冰出现 |
分析与论证:分析表中数据,水的凝固点是,盐水的凝固点是。
得出的结论是。
试试看:假设你的结论是正确的,“盐水的凝固点比水低”,那么将盛有水的试管,放进冷冻过的盐水里,会发生什么现象?
二、压强与水的凝固点
现象:你看过运动员滑冰的比赛吗(如图1所示)?滑冰时,运动员穿着带冰刀的鞋子,冰刀下会出现一层水,这层水跟润滑油的作用一样,使运动员能在冰上自由自在的舞蹈呢。冰刀离开后,水又会很快结成冰。
提出问题:冰刀下的冰为什么会熔化?
猜想与假设:增大压强可能会使冰的凝固点降低。
进行实验:准备棉线、两块重物、一块冰。按图2所示将拴好重物的棉线放在冰上。观察到什么现象?线会慢慢地向冰块的下方“切”去。如果两重物的质量增加,“切”的速度会更快。
分析与论证:分析实验现象,看能得出什么结论。
(水的凝固点与其受到的压强有关。增大压强,凝固点降低)
思考:寒冷的天气里,线在冰块中切进的时候,上面切出的缝隙很快又被冰黏合了,棉线切过冰块掉在地上后,冰块并没有被分裂为两块,仍然是一个整体。这又是为什么?
(冰的凝固点与压强有关,压强越大,凝固点越低)
如图3雪球为什么会越滚越大?
阅读:
姆潘巴效应
姆潘巴是个中学生,平时常自制冰激凌。做冰激凌通常是先煮沸牛奶,加上糖,待冷却后,放进冰箱的冷冻室。一次,姆潘巴为了获得优先使用冰箱的机会,趁热把糖放入奶中并立即放入冰箱。一个半小时之后,打开冰箱,姆潘巴惊奇地发现:自己较热的牛奶全结了冰,而其他孩子原来较冷的牛奶却没有结冰,还是稠稠的液体!姆潘巴将上述使他“大吃一惊”的现象告诉大家,但大家都不相信。
姆潘巴重做实验,结果仍是如此。他把这个现象告诉了大学物理系教授,并与教授一起研究,这种现象后来被称为姆潘巴效应。该效应被列为当今世界97个物理难题中的第13个。
你也来做做这个实验,并提出你自己的看法。
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