冰和水到底是不是同一種物質?
答案當然是肯定的。
因為八年級的學生還沒有學習九年級的化學,所以對這個問題一直抱有懷疑,鬍子老師覺得情有可原,所以這裡給各位同學確定一下:冰和水的確是同一種物質
它們都是由一個氧原子和兩個氫原子構成的物質,而這種構成方式不會隨著狀態的改變而改變;同時同一杯水,即使結成了冰,其內部含有的H2O的多少都不會改變,不多也不少,所以說水結成冰,冰化成水的質量不會改變。
那麼「水-冰」狀態改變之後,到底什麼改變了呢?
答案就是:密度和體積。如下圖:
從圖中我們大致可以分成兩部分來討論:
(1)-4℃—0℃,這一段是冰的體積隨著溫度變化的圖像。
從圖中我們可以看出,當溫度升高時,冰的體積也在增大;當溫度降低時,冰的體積在減小,完全符合我們常說的熱脹冷縮現象。
進一步分析,我們知道ρ=m/V ,當體積增大時,密度減小;當體積減小時,密度增大。(前提是質量不變)
也就是說:溫度升高,冰的體積增大,然而密度減小了;溫度降低,冰的體積減小,然而密度增大了。這也是一切符合「熱脹冷縮」現象的物體所遵循的普遍規律。
(2)接下來我們來討論「0℃—8℃」這條曲線,它是水的體積隨著溫度變化的圖像關係圖。
在這條曲線裡,我們發現不能單純的得出:溫度升高,體積變大;或者是溫度升高,體積減小。我們必須分段討論,即分為「0℃—4℃」和「4℃—8℃」兩部分來看。
【1】「0℃—4℃」階段:溫度升高,水的體積減小,密度增大,它並不符合正常的熱脹冷縮,而是一種反常膨脹,即「熱縮冷漲」。且水在4℃時體積最小,意味著密度最大。
【2】「4℃—8℃」階段:溫度升高,水的體積增大,密度減小,又符合了正常的熱脹冷縮現象。
好了,從上面的分析我們可以看到,水的確是這個世界上最神奇的物質,他的變化規都跟普通的物質都不一樣。
從上圖中,我們可以得出基本的結論是:
水結冰的過程中質量不變水在4℃的時候密度最大0℃的水體積比0℃的冰體積要小,密度要大好了,既然我們已經了解水的基本特徵,請同學們試著解決一下下面的習題吧,看看你能否作對。小聰和小明為了探究「溫度和物質狀態對同種物質密度的影響,在一定的環境下將1g的冰加熱,分別記錄其溫度和體積的數據,利用描點法得到了如圖所示的圖象 。則下列說法中正確的是( )A. 當0℃時,在冰變成水的過程中質量變大B. 在0℃時,冰塊的密度比水大C. 當水從O℃上升到4℃的過程中,其密度逐漸增大D. 小明和小聰的研究結果表明:密度是不會隨狀態而發生改變的
賣個關子,答案在下一篇公布。現在我來公布一下上次留下的習題答案。
某容器盛滿水後總質量為65g,將30g的石塊投入水中,容器的總質量為85g,求石塊密度?答案如下: