關於冰和水,還有你不知道的事情!

2020-12-03 鬍子物理

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:

相關焦點

  • 我的世界:關於水的特性你知道哪些?想讓冰變成水,還有這種說法
    關於水的特性,大家眾所周知的特性之一,就是冰是水的一種物理形態,當冰破壞或變成水。除了這個大家還知道關於水有哪些特性嗎,水的特性遠不止這些,它們會根據群系的不同,而改變自身的顏色。包括一格水可以流動八格,但是你只用挖深一格,那麼它們便可以繼續流動,理論上來說可以無限延流。這些都挺有趣味性的,關於水的特性,今天小黃象來總結了幾點。在某種情況下,當冰方塊被破壞後並不會出現水。
  • 超離子水冰或將解開海王星和天王星內部秘密,你知道超離子水冰嗎
    我們的太陽系擁有藍色的地球,這是我們的家園,同時在遙遠的太陽系邊緣,還有巨大的體態行星,那就是天王星和海王星,關於這些行星的研究,目前科學家還有很多困惑的地方。二零一八年美國科學家在這方面取得一些進展,他們有了一些新的研究成果。
  • 關於水你不知道的那些事兒
    水是地球上最為豐富的物質,同時也對我們的生存起著至關重要的作用。當你在享受一杯冰水的時候,你是否知道,地球上68.7%的淡水被困在冰川中,目前全球近10%的陸地被冰川覆蓋,其中大部分在格陵蘭和南極洲。僅南極洲就擁有地球90%的冰量。冰川本質上是巨大的冰河,如果陸地上所有的冰一次性融化,海洋將上升近230英尺。
  • 關於被降級的冥王星,你所不知道的事情
    你對真相著迷嗎?你時刻保持好奇心嗎?如果科學家一開始就知道這點那麼關於冥王星行星資格的問題可能永遠也不會被提出來而我們可能會轉而爭論鬩神星是否應作為第十顆行星然後第十一顆行星可能是穀神星那麼到如今 太陽系的行星數量可能已經增加而不是減少了雖然說了這麼多但並不是所有天文學家都不同意IAU的裁決儘管反對的人很多 但有許多人贊成雖然冥王星是一個大天體
  • 科普:你知道冰是如何融化成水的嗎?
    實驗結果與模擬結果顯示,冰表面的第一分子層在低至-38℃時已經開始融化;將溫度升至-16℃,第二層變為液體。與此前普遍認為的「連續融化」觀點相反,冰表面的融化並非連續的過程,而是逐層發生的。論文合作者米斯查·伯恩補充說,-4℃的準液體層與同溫度下過冷水的光譜響應也不同,在準液體層中,水分子間的相互作用更強烈一些。
  • 凍,也不凍——凍土中的冰和水
    現在通用的溫度計量單位「攝氏度(符號:℃)」,在相當長一段時間內(1743—1954年)將「0℃」定義為「標準大氣壓下,純淨的冰水混合物的溫度」,此即說明在標準大氣壓下純淨水變成冰的凍點是0℃。如果細心一點,你會發現這個定義裡有幾個限定詞——「標準大氣壓」 「純淨」 「冰水混合物」,難道不在這樣的條件下水的凍點就不是0℃嗎?
  • 你對危化品冰乙酸了解嗎?不知道看這裡
    最近有人來問薇薇關於冰乙酸的相關知識,薇薇發現自己對它並不了解,就去查了一下,並對冰乙酸的相關資料整理了一番,現在分享給大家。 一、冰乙酸的定義 冰乙酸(純淨物),即無水乙酸,乙酸是重要的有機酸之一,有機化合物。
  • 月球極地有水冰
    我們已經知道除地球以外,土衛二、木衛二、穀神星,甚至冥王星,都有極大的可能存在地下液態海洋或冰。那麼我們的好鄰居,月球呢?事實上,關於月球上有無水冰的爭論一直沒有停過,天文學家根據不同的探測器得出過不同的甚至是矛盾的結論。如今,關於月球上有沒有水冰的疑問或許有了定論。8月20日,一組科學家在《美國國家科學院學報》上發表論文,聲稱在月球極區發現了表面冰層的確鑿證據。
  • 關於冰,你真的了解嗎?觀察冰,「水」了5篇Nature/Science及子刊
    對於所有的生物來講,水是最簡單也是最重要的化合物,被譽為生命之源。當溫度降低至冰點之後,液態及氣態水分子分別通過凝固和凝華作用變成冰。根據目前的研究結果,人們已經發現了18種不同的冰晶結構,圖1是不同冰晶的相圖,圖2是不同冰晶內部氫鍵網絡結構。
  • 你真的了解「水」嗎?這些關於水的秘密將顛覆你的認知!
    水是我們生活中最常見的物質,也是大多數生物賴以生存的並不可或缺的條件。在我們眼裡是再普通不過的東西了。但你真的了解水嗎?有一些關於水的現象至今都無法解釋。但至今都不知道為什麼會有這種現象。而且在零下結的冰跟普通的冰是不一樣的,它的分子結構是混亂的,跟通常的固體有序的分子結構不一樣,從定義上說它不是固體而是液體。
  • 關於冰,你真的了解嗎?觀察冰,「水」了5篇Nature/Science及子刊!
    對於所有的生物來講,水是最簡單也是最重要的化合物,被譽為生命之源。當溫度降低至冰點之後,液態及氣態水分子分別通過凝固和凝華作用變成冰。根據目前的研究結果,人們已經發現了18種不同的冰晶結構,圖1是不同冰晶的相圖,圖2是不同冰晶內部氫鍵網絡結構。
  • 葉羅麗,水王子危機時刻,冰公主怎麼不來救人?想與做可不簡單
    導語:在《精靈夢葉羅麗》第八季第16集中曼多拉攻打靈犀閣時,水王子深陷危機,似乎有性命之憂。此時卻不見冰公主前來就場,那可是她的哥哥水王子,她要見死不救嗎?從劇中來看,水王子被敵人抓住了,此時他是有性命之憂的。
  • 《水的三態變化(一)——冰和水》教學設計
    根據課程標準和教材內容,我認為:本課教學任務主要是讓學生知道物質狀態變化需要一定的條件。但是三年級絕大部分學生根據已有的生活經驗都知道冰和水之間在一定的條件下可以相互轉化的,但是冰和水互相轉化過程中溫度的變化規律並不是很清晰。此外,三年級學生應該具備使用溫度計的能力,但是數學中負數的學習暫時還沒涉及到,因此在讀數上和記錄上可能具有一定的難度。
  • NASA:水星或含有水冰,沒想到你是這樣的水星
    其中一點很重要的就是,地球擁有濃厚的大氣層和磁場,可以起到一個保護層的作用,讓地球免遭地球以外物體的襲擊。當然,要孕育生命,是一件很複雜的事情,還有很多影響因素。讓地球能夠孕育生命,有一點非常重要的,就是水資源,因此我們把水成為「生命之源」。
  • 劃知識點:關於水,你知道多少?
    &nbsp&nbsp&nbsp&nbsp一、關於水的27個小知識&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp1、地球上約有十五億立方千米的水,即十五萬億億升,能填滿八百萬億個奧運會遊泳池。
  • 關於諾貝爾獎,還有哪些你所不知道的?
    關於諾貝爾獎,還有哪些你所不知道的?小編來為您盤點。 10月5日,2020年諾貝爾獎「開獎周」正式拉開帷幕。新冠病毒大流行改變了世界的打開方式,擁有百年歷史的諾貝爾獎,也不得不取消頒獎晚宴,半個多世紀以來首次打破傳統。今年諾貝爾獎獲獎者的獎金將增加至1000萬瑞典克朗,比以往額外多100萬克朗(約合11萬美元)。
  • 在月球表面倒一桶水,會發生你意想不到的事情,究竟是什麼?
    我們都知道,如果在地球上倒上一桶水,那它只會積在地上,如果是在氣溫比較低的地方,那水就會結成冰,在形態上發生一些變化,那麼如果在月球表面倒上一桶水,其實會發生讓你意想不到的事情,那麼究竟是什麼呢?如果月球上的水也要遵循這個規律的話,那月球上也不會發現水了,因為它們根本就保留不下來。
  • 這些關於太陽系冷知識,大部分人不知道
    上一期分享了太空中的一些冷知識,今天我們來說說關於太陽系裡面的冷知識。你無法在金星上戴帽子,永遠不可能再試著站起來看看。這顆行星上的風很大,金星上方的風吹的比地球自轉速度還快50倍。還有這些猛烈的風從未平息,甚至隨著時間發展還可以吹得更強的。天王星是以側邊旋轉的方式,天文學家們不知道為何這顆行星選擇了這樣一個不尋常的方式,罪魁禍首可能是古老的超強碰撞,但到目前為止,這仍只是一個理論。順便說一下,這也是唯一一顆側臥的行星。海王星軌道的後面是神秘的柯伊伯帶,裡面充滿了巨大的冰狀物體。
  • 你知道冥王星是怎麼被發現的,為何水冰為何只覆蓋紅色極區?
    此外,我們還知道冥王星有五顆衛星,大氣層稀薄,表面為紅色,其中含有固態甲烷,氮和一氧化碳。也有證據表明,他的一個集區被冰蓋覆蓋,當然不是水冰,而是氮冰。新視野到達之前的冥王星知識基本上就是這樣。 2015年7月,在人類被發現的第85年,冥王星終於迎來了他的第一個地球探訪者-新視野。新視野不僅沒讓我們失望,而且給我們帶來了許多意想不到的發現。
  • 你想知道的冰咖啡知識都在這裡了
    冰美式熱的美式咖啡不也是在濃縮裡加水稀釋咖啡麼。其實這就是美式的精髓。就是稀釋。傳統的意式濃縮太濃了。傳播到美國後美國人喝不慣給裡面加水才形成的美式。因為冰美式或者其他冰咖啡一定要注意的是。濃縮一定是加在冰上或者加在冰水裡的。一杯濃縮放涼了就不好喝了這個道理大家都懂。可是如果讓濃縮的溫度急速下降會產生特別的味道。