導語:水是以三種形式存在的化合物:固體、液體和氣體,水的固體形式是冰,液體形式是水,氣態(tài)稱為蒸汽。冰和水一直是許多人們談?wù)摰脑掝},那么接下來呢就由探秘志小編為大家揭秘水和冰的重量一樣的嗎以及冰為何會浮在水面上,感興趣的不妨一起往下了解!
水和冰的重量一樣的嗎?
不,水和冰的重量不一樣。例如,如果我們把相同體積的水和冰放在同一個容器里,水的重量就會比冰重,原因是水比冰更密,水的密度為1克/立方厘米,而冰的密度為0.9克/立方厘米。水所占的空間比冰所占的要小。
根據(jù)可能受到的多種條件,水會經(jīng)歷不同的物理狀態(tài)。其中一些狀態(tài)是液態(tài)的、固態(tài)的以及氣態(tài)的。在這些情況下,體積可能發(fā)生變化,從而影響其重量和密度。
冰為何會浮在水面上?
浮冰之所以漂浮,是因為它的密度,以及浮力和引力之間復雜的關(guān)系。水凍結(jié)成冰,會導致水分子的分散膨脹,從而占據(jù)更多的空間。據(jù)估計,冰所占的體積比原來的水多9%。在轉(zhuǎn)化為固體的過程中,水的分子膨脹占據(jù)了更多的空間。因此,相同體積的水和冰有不同的密度和質(zhì)量。因此,冰漂浮在水面上,因為它的密度小于水。
冰漂浮在水面上,因為它比水的密度小。阿基米德原理指出,要使物體浮在水面上,就必須置換等量的水。通常,固體物體比液體密度大。這種邏輯得到化學知識的支持,因為組成固體的分子彼此緊密地聯(lián)系在一起,使它們更加緊密。因此,它們比液體和氣體更重。然而,冰因為它沒有水那么稠密,因此漂浮在上面。
在大多數(shù)情況下,冷卻液體會導致它的密度增加,直到它變成固體。在這一點上,它達到了它的最大密度。水與其他液體略有不同。當你繼續(xù)冷卻水時,它的密度就會增加。然而,它并沒有在結(jié)冰時達到最高密度,而是達到了4攝氏度的最高密度。
當水變成冰時,它的密度比水低。因此,一升冰的重量小于一升水。究其原因,是因為水中的氫鍵在液體中更加致密,而在固體狀態(tài)下則不那么致密。
浮力和引力的復雜關(guān)系也使冰浮起來,浮力是對液體密度的“向上推動”。另一方面,重力是與液體密度有關(guān)的“向下拉”。要使固體漂浮在液體上,向上的推動應該大于向下的拉力。因此,每當冰在水面上時,向上的推動大于向下的拉力。
浮冰對水的積極影響
值得注意的是,由于各種原因,浮在水面上的冰其作用是非常重要的。其中最重要的是支持水生生物的生命。如果冰的密度高于水的密度,它就會下沉。因此,魚類和在水中生存的植物等生物就不會生存,因為冰會壓到它們。此外,浮冰平衡水和大氣的溫度。因此,魚類、鯨魚和植物以及許多其他生物都受到保護,不受極端天氣條件的影響。
冰浮在水面上的另一個重要意義是氣候影響。在冬天,冰覆蓋著海洋,因此成為深海的絕緣體。在春天,水開始融化;因此,用來融化水的熱量被吸收,然后使水生動植物變暖。因此,冰平衡天氣條件,以避免不利條件影響水生生物。
浮冰對水的負面影響
盡管浮冰有助于保護水生生物,但它可能與一些不利影響有關(guān)。其中一個值得注意的影響是融化后海平面的上升。夏天的高溫可能會導致大量的冰融化。因此,海洋的水位可能會上升到極端水平。高海平面可能導致居住在沿海的人們流離失所。此外,商業(yè)活動和旅游業(yè)陷于癱瘓,從而對經(jīng)濟產(chǎn)生不利影響。
此外,海上的浮冰影響運輸。海船航行受阻,因為冰成為人們穿越海洋的絆腳石。此外,不能捕魚,因為船只不能在巨大的冰上行駛。如果海船駛過冰層,可能會發(fā)生事故。冰山對海上航行構(gòu)成危險,因為它可能威脅船只,從而造成泄漏,進而可能導致沉沒。據(jù)報告,由于海上運輸中的冰所造成的事故已經(jīng)造成許多人死亡。