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在开水里不熔化的冰块
来源:科技百科 专题:物理天地 ( 字号:   )

把一小块冰丢到装满水的试管里去,由于冰比水轻,要想不让冰块浮起,再投进去一粒铅弹、一个铜圆等等去把冰块压在底下;但是不要使冰跟水完全隔离.现在,把试管放到酒精灯上,使火焰只烧到试管的上部.不久,水沸腾了,冒出了一股一股的蒸汽.但是,多奇怪呀,试管底部的那块冰却并没有熔化! 我们好象是在表演魔术: 冰块在开水里并不熔化……

这个谜的解释是这样的.试管底部的水根本没有沸腾,而且仍旧是冷冰冰的,沸腾的只是上部的水.我们这儿并不是什么“冰块在沸水里”,而是“冰块在沸水底下”.原来,水受了热膨胀,就变成比较轻的,因此不会沉到管底,仍旧留在管的上部.水流的循环也只在管的上部进行,没有影响到下部.至于下部的水,只能经过水的导热作用才受到热,但是,你知道水的导热度却是很小的啊。

放在冰上还是冰下?

我们烧水的时候,一定把装水的锅子放在火上,不会放到火的旁边.这样做是完全正确的,因为给火焰烧热了的空气比较轻,从四周向上升起,绕着水锅的四周升上去。

因此,把水锅放在火上,我们是最有效地利用了火焰的热量.但是,假如我们想用冰来冷却一个什么物体的时候,要怎样做呢? 许多人根据一向的习惯,把要冷却的物体也放到冰的上面.譬如说,他们把装有热牛奶的锅子放在冰上面.这样做其实是不适当的,因为冰上面的空气受到冷却后,就会往下沉,四周的暖空气就来占据冷空气原来的位置.这样你可以得到一个非常实际的结论: 假如你想冷却一些饮料或者食物,千万不要把它放在冰块的上面,而要把它放在冰块的底下。

让我们再解释得详细些: 假如把装水的锅子放在冰块的上面,那么受到冷却的只有那水的底部,水的别的部分的四周仍旧没有冷却的空气.相反的,假如把一块冰放在水锅的上方,那么水锅里的水的冷却就会快得多,因为水的上层冷却以后,就会降到下面去,底下比较暖的水就会升上来,这样一直到整锅水全部冷却为止.从另一方面说,冰块四周的冷却了的空气也要向下沉,绕过那个水锅。

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