Jessie
在冰天雪地的日子里,除了打雪仗、賞冰雕,還有什么有趣又新奇的事情嗎?本期我們?yōu)榇蠹医榻B一項(xiàng)頗有技術(shù)含量的小游戲——垂釣冰塊??炷闷鹗诌叺墓ぞ?,叫上小伙伴們一起試試吧!
魔法工具箱
塑料盒(可以用碗、飯盒等代替),冰塊,食鹽,小勺,縫衣線(約20厘米長(zhǎng))。
【知識(shí)氣泡】通常情況下,水凍結(jié)成冰時(shí),體積會(huì)略微增大。在總體質(zhì)量不變的情況下,冰的密度略小于水(冰在0℃下密度為0.917 g/cm3,而水的密度正常為1.00 g/cm3)。因此,冰可以漂浮在水中。
見(jiàn)證奇跡的時(shí)刻
第一步:在塑料盒中盛入適量清水,把冰塊浸沒(méi)在其中。
第二步:拋出“漁線”,并放出“魚(yú)餌”——食鹽吸引冰塊上鉤。將縫衣線小心翼翼地放置在冰塊表面,沿縫衣線在冰上撒適量食鹽。食鹽一接觸到冰塊便立即開(kāi)始溶解。大約2分鐘之后,“魚(yú)餌”便消失得無(wú)影無(wú)蹤,而冰塊則被牢牢地勾在“漁線”上。
第三步:提起獵物。待縫衣線嵌入冰塊內(nèi)部后,輕輕拉起縫衣線的末端,試著將冰塊從水中提起。哈哈,冰塊上鉤了!
魔法大放送之垂釣秘訣
物質(zhì)由固體轉(zhuǎn)化為液體的臨界溫度通常被稱作熔點(diǎn),熔點(diǎn)高的物質(zhì)更易熔化。冰的熔點(diǎn)為0℃,而鹽水結(jié)冰后的熔點(diǎn)往往低于這個(gè)數(shù)值。通常情況下,含鹽冰塊中鹽分濃度越高,熔點(diǎn)越低,飽和食鹽水結(jié)冰后的熔點(diǎn)甚至可以降到-21℃。實(shí)驗(yàn)剛開(kāi)始時(shí),高濃度的鹽與冰相互交融,混合物的熔點(diǎn)隨即降至0℃以下,冰塊開(kāi)始消融。隨著食鹽不斷溶解,冰鹽混合物的濃度被逐漸稀釋?zhuān)淙埸c(diǎn)升高,冰塊便停止融化。
當(dāng)液體凝結(jié)即將轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w時(shí),固液混合的臨界溫度被叫作凝固點(diǎn)。單從數(shù)值上看,凝固點(diǎn)與熔點(diǎn)大小相同。食鹽溶解和冰融化過(guò)程都吸收了熱量,使得其周?chē)h(huán)境的溫度逐漸降低。在低溫環(huán)境中,淡鹽水達(dá)到了凝固點(diǎn),可以再次凍結(jié),而縫衣線也借此機(jī)會(huì),被凍在冰塊內(nèi)。因此我們可以拉緊“漁線”,將冰塊提起。
【冰與鹽的情緣】
在寒冷的冬季里,人們總會(huì)向結(jié)冰的路面上撒爐灰或者食鹽,這樣可以增大摩擦力,起到防滑的作用。更重要的是,冰與其上層的“雜質(zhì)”混合后,自身熔點(diǎn)降低,能夠在自然條件下漸漸消融。endprint
數(shù)學(xué)大王·趣味邏輯2017年2期