文/西達(dá)
冬天里寒冷、蕭索,尤其是在北方,看不見半點(diǎn)兒綠意。而在這樣的時(shí)節(jié)里,有一件事情足夠讓人欣喜,特別是會(huì)讓小朋友興奮不已,那就是下雪啦!漫天飛雪,大地變得潔白,人們穿上最厚的衣服,在雪地里跑啊跑啊,不小心摔倒了,自己都忍不住大笑一番!如果你生活在南方,讀到這里一定羨慕不已,因?yàn)樵谖覈戏降拇蟛糠值貐^(qū)是不會(huì)下雪的。沒關(guān)系,無論你有沒有見過雪,都跟隨我們一起探究一下冰雪的秘密吧!
為什么有的地方會(huì)下雪,而有的地方不會(huì)下雪呢?原來,空氣中的水分要變成雪花落下來,需要有一定的條件:當(dāng)然要有足夠低的溫度,除此之外,空氣的相對(duì)濕度也是一個(gè)重要條件。當(dāng)空氣的相對(duì)濕度超過100%,空氣中多余水汽就有可能變成水滴或者冰晶。如果這時(shí)空氣溫度在0℃以下,就會(huì)有冰晶形成了。冰晶在空氣中運(yùn)動(dòng),不斷遇到周圍的水汽,水汽被“吸附”到冰晶上,使冰晶不斷增長,當(dāng)它增大到克服了空氣的浮力和阻力時(shí),便會(huì)落向地面,這就是我們見到的雪花。
雪花是個(gè)神奇的精靈。人們將它們稱為“雪花”,是因?yàn)樗鼈兊男螤詈芟窕ǘ?。你知道嗎?顯微鏡下的雪花,簡直美翻了!即便沒有顯微鏡,在下雪時(shí)如果你仔細(xì)觀察過,就會(huì)發(fā)現(xiàn)雪花雖然有各種各樣的形狀,但這些形狀基本都是六角形的。這是為什么呢?
原來,冰的分子多是六角形的。當(dāng)水汽遇到冰晶,被吸附變成固態(tài)時(shí),會(huì)凝結(jié)在冰晶的邊上和角上,而在角上凝結(jié)的速度更快,所以看起來冰晶就是在沿著六個(gè)角增長。由于冰晶還在空氣中不停地運(yùn)動(dòng),所處的溫度和濕度條件也在不斷變化,這就使得冰晶的增長速度各不一致,形狀也變化多端。
你可能注意到,我們在講雪花的形成時(shí),一直提到的一個(gè)詞是“冰晶”。沒錯(cuò),我們所說的雪就是大量的冰晶組成的。水的固態(tài)形式就是冰,是由水分子有序排列形成的晶體。冰的分子一般呈六角形,冰的晶體一般為六方體。
水在0℃時(shí)凝結(jié)成冰,水變成冰后,體積變大,密度變小。我們可以看見封凍的河水,冰是浮在水的上面的。我們還知道,瓶裝的飲料不能放在冰箱的冷凍室里,因?yàn)轱嬃夏毯?,體積會(huì)變大,會(huì)把飲料瓶撐爆的。
我們都知道冰面上很滑,有什么好辦法可以把冰塊一個(gè)一個(gè)堆成冰塔呢?咱們用實(shí)驗(yàn)來嘗試一下吧!
實(shí)驗(yàn)材料:冰塊、盤子、食鹽
實(shí)驗(yàn)步驟:
1. 用冰格在冰箱里凍一些冰塊。
2. 將冰塊取出,在嘗試堆冰塊之前,先把它們平放在盤子里,然后在每個(gè)冰塊的上表面上撒一些食鹽。
3. 等上兩三分鐘之后,試著把冰塊一個(gè)一個(gè)堆起來吧!
在嘗試把冰塊堆起來時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn),加了鹽之后,冰塊表面變得不再光滑。一個(gè)冰塊放在另一個(gè)上面,仿佛被膠水粘住了一樣呢!冰塊一個(gè)一個(gè)地堆起來,完全不會(huì)滑落。這又是什么原因呢?
我們?nèi)鲈诒鶋K表面的食鹽降低了水的冰點(diǎn),隨著鹽的溶解,鹽粒周圍的冰也開始融化。這樣冰面就被不均勻地溶解掉了,使表面充滿了小坑,變得很不光滑。另外,冰塊內(nèi)部的溫度要遠(yuǎn)低于水的冰點(diǎn),又從剛剛?cè)芙獾舻乃形諢崃浚@樣,冰塊表面又重新凍結(jié)。所以,相互接觸的兩個(gè)冰塊表面其實(shí)是被凍在一起了,當(dāng)然不會(huì)滑落了!
生活在北方的同學(xué)又要發(fā)言了:如果撒的鹽足夠多,是會(huì)把冰塊全部溶解掉的!這就是為什么鹽經(jīng)常被人們用來融化公路和人行道上的冰。
趁著冬天還沒過完,仔細(xì)體驗(yàn)一下冰和雪給我們帶來的樂趣和啟示吧!
小學(xué)科學(xué)(學(xué)生版)2018年2期