探秘水与冰的关系

水与冰隐藏着神奇的科学奥秘,值得人类去不断探究、剖析。站在大自然的角度,冬季的湖面会因为寒冷的气温开始结冰,从水变为冰;站在日常生活的角度,夏季拿在手上的冰淇淋会因为炎热的天气开始融化,从冰变为水。从美丽的冰雕艺术到日常生活中的饮用水,水与冰之间存在密不可分的联系,本文将从科学角度、生活角度及其他角度探究水与冰的秘密,揭开二者神秘的面纱,助力人们科学思维的发展及科学综合能力的培养。
科学角度:分析水与冰
通过观察水的电解实验,我们可以发现最后生成了两种气体,其中一种气体可燃烧并产生淡蓝色火焰,另一种气体能够使带火星的木条复燃,且两种气体的体积比约为2 :1,就此可以明确一个水分子中含有两个氢原子和一个氧原子,从而剖析出水是由氢和氧组成的。从科学角度进行分析,冰是水在0 ℃以下形成的固态结晶物质,因为未能产生新的物质,所以从本质上来说,冰也是由氢和氧组成的。水和冰只是在形态上有一定的差别,一个为液态,一个为固态。在日常生活中,水与冰之间会出现一种奇怪的现象,即冰川在水面上漂浮。按照一般的逻辑来说,固体在液体中应该沉下去,那么冰川为什么能够漂浮在水面上?这里面究竟隐藏着怎样的秘密?
经过实验探究发现,水在结冰的时候,体积会增加,从而导致密度减小,产生“冰浮在水上”的现象。水在形成冰的过程中,需要释放自己的热量,将温度降低到0 ℃以下,进而让水分子进行有序排列。当冰化为水的时候,则是一个吸收热量的过程,冰将重新刺激水分子,让水分子重新构建成液态的形式。
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本文刊登于《科学之友》2025年12期
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