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阅读短文,回答问题沸水也能结冰?沸水也能结冰吗?在地球表面自然环境中的确不可能,但人为改变外界环境因素后一切皆有可能.科学家将盛有适量水的杯子放置在玻璃罩中密封(如图
更新时间:2024-04-19 08:42:54
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沸水也能结冰?

沸水也能结冰吗?在地球表面自然环境中的确不可能,但人为改变外界环境因素后一切皆有可能.科学家将盛有适量水的杯子放置在玻璃罩中密封(如图甲),用抽气机向外抽气,奇怪的现象发生了:杯子中的水沸腾了,继续抽气,杯子中上层水仍在沸腾,下层水开始结冰,最终水全部结成了冰.原来随着玻璃罩中的空气被抽出,玻璃杯中水面上方的气体压强越来越小,水的沸点降低,一直降到室温,故杯中的水沸腾了.研究表明晶体的熔点(或凝固点)也与压强有关,压强越小,晶体的熔点(或凝固点)越高,所以当玻璃罩中气体压强减小到足够低时,水的凝固点升高到室温,故沸腾的水很快结冰了.

(1)由于能量的转移和转化具有___,所以地球表面自然环境中,杯子中上层水沸腾、下层水结冰的现象___(可能/不可能)存在;

(2)如图乙.在温度较低的环境中将一根两端拴有重物的细金属丝,挂在一个粗大的冰块上.一段时间后,钢丝穿冰块而过,而冰块完整无缺.使用细金属丝和悬挂重物的目的都是___,从而使冰的熔点___(降低/提高/保持不变),所以细金属丝下方的冰块熔化,由于环境温度较低,熔化而成的水又很快___(填写物态变化名称)故钢丝穿冰块而过且不留缝隙;

(3)滑冰运动员所穿滑冰鞋都带有冰刀,如图丙所示,在滑冰过程中,冰刀通过___的方式使得冰的内能变大,同时___(增大/减小)了对冰面的压强,从而改变了冰的熔点,使得冰刀划过的冰面容易熔化,最终能起到___的作用.

郝广峰回答:
  (1)能量转化具有方向性,热量能自发地从高温物体传到低温物体,所以杯子中上层水沸腾、下层水结冰的现象是不可能存在的;   (2)使用细金属丝,在压力一定时,可以通过减小受力面积的方法来增大压强.悬挂重物是在受力面积一定时,可以通过增大压力来增大压强.   因此使用细金属丝和悬挂重物的目的都是增大(钢丝对冰块的)压强,增大压强可以降低冰的熔点.   物质从液态变为固态叫凝固.由于环境温度较低,熔化而成的水又很快凝固成冰,故钢丝穿冰块而过且不留缝隙;   (3)刷冰时刷子和冰面之间有摩擦,克服摩擦做功,两者的内能都增加,温度升高,达到冰的熔点,继续吸热,开始熔化,冰壶和冰之间有水,减小摩擦.   同时冰刀的刀刃做的非常锋利,冰刀减小了与冰面的接触面积,从而增大了压强.   冰的熔点与压强有关,且压强越大,熔点越低.这样就使部分冰熔化成水.水将冰刀与冰面分开,减小了两者之间的摩擦.   故答案为:(1)方向性;不可能;   (2)增大(钢丝对冰块的)压强;降低;凝固;   (3)做功;增大;减小摩擦力.
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