冰的密度为什么比水小.doc

冰比水轻,大家井不觉得奇怪,其实是一件非常奇怪的事。咱们把一团猪油放在锅子里,等它熔化了,再加进一团去。这团凝固的猪油,一定沉到熔化的猪油下面,决不会浮在面上。在锅子里熔锡也一个样。锡块总是沉在融锡下面。差不多所有的物质都一个样,在固态的时候,密度都比在液态的时候大。冰的密度反而比水小,所以能浮在水面上。在自然界中,这种情形是很少见的。为什么冰的密度反而比水小呢?原因只有一个,就是水在结冰的时候,体积增大了,违背了“热胀冷缩”的常规。水在结冰的时候体积会膨胀,这倒是大家都知道的常识。有人做过这样的试验:冬天,他在两个炸弹的钢壳里灌满了水,用木塞塞紧了,放在露天过了一夜。第二天早上去看,一个炸弹壳的木塞给冰冲到了六七米以外,口子里长出一条冰柱;另一个炸弹壳裂了一道缝,冰从裂缝里挤了出来。到了冬天,放在露天的瓦缸都应该倒扣过来,免得积了水会冻裂。露天的自来水管得用稻草包扎起来,结了冰放不出水来还是小事,冻裂了损失可大了。不能耐寒的花树果树和幼小的苗木,也得用稻草包扎。树木的细胞里含的水要是结了冰,会把细胞膜胀破,植物的组织就给破坏了。到了冬天,砖墙外层涂的水泥往往会整块整块往下掉;水泥铺的场地路面往往会裂缝,甚至拱了起来;都是冰在作怪。水泥只要稍稍有点儿裂缝,雨水就会渗进去;要是一结冰,体积一膨胀,就把水泥给破坏了。岩石崩裂也是这个道理。岩石的裂缝里积了水,冬天一结冰,体积一膨胀,就把裂缝撑大一点儿;第二年,裂缝里积的水更多了,结了冰,裂缝就撑得更大了。这样年复一年,大块的岩石就从山上崩下山来了。如果水结冰的时候体积不膨胀,对于我们来说,不就减少了许多麻烦和损失吗?初初想来,这话似乎很有道理,可是再一想,水结冰的时候体积如果收缩,冰的密度不就比水大了吗?不就要沉到水底下去了吗?水面上没有冰,固然可以不妨碍航行,可是水一结冰就沉底,上层的水受了冷不是又要结冰吗?水底的冰越积越多,最后所有的江河湖海,都非连底冻结不可了,而且永远不会融化。太阳的热是达不到海洋的底层的,海洋里的植物动物当然都无法生存。我们知道,陆地上的植物动物最初都是从海边爬上岸来的。海洋连底冻结成冰,陆地上会不会有生物也成了问题。这样一比较,你一定会作出正确的判断来了。冰不但密度比水小,还不容易传热。水面上结了冰,能保护下层的水,使下层的水冻结得稍稍慢一点儿。即使较小的池塘河沟,到了冬天连底冻结还是很少见的。连北冰洋的厚厚的冰块下面,海水还照常流动,鱼还在自由自在地游泳。水在结冰的时候体积要膨胀,如果硬不让它膨胀,温度即使降到0℃以下,水仍旧结不成冰。换句话说,水受了压力,凝固点就会降低。有人把水放在坚固的钢筒里做过实验,证明了这个设想。咱们没有钢筒,也可以证明水受到了压力会降低凝固点。在冬天,我们找一大块冰来,把它搁在两张桌子之间。拿一条铁丝弯成个环,拦腰套在冰块上。铁丝环下面挂个沉甸甸的秤锤。我们会看到铁丝会慢慢地往下扣进冰块。可是铁丝k面的冰仍旧结得好好的,没有被铁丝扣过的痕迹。这是怎么回事呢?原来铁丝环下面挂着个秤锤,它扣在冰块上的压力是很大的,受压的一部分冰就化成水了。铁丝再往下扣,它上面的水失