如何利用水的反常膨胀趋利避害

发布网友 发布时间：2023-08-19 20:41

我来回答

共4个回答

热心网友 时间：2024-10-14 04:41

自然界存在一些反常膨胀现象，如水、锑、铋、液态铁等。水的膨胀就是这样。由于水在4℃时的密度最大，在4℃以上时，水是热胀冷缩的。但是，在3.98℃以下却会出现冷胀热缩的反常现象，0℃的冰和4℃时水的体积相比，大约胀大了11%。水结冰时的反常膨胀会使水缸冻裂，流入岩石缝隙的水结冰时甚至会使岩石崩裂。严冬季节，湖泊、河流的表层的水冻结了，但深处却不结冰。这是因为4℃时水的密度最大。上层的水在温度低于4℃时，体积胀大，密度变小，只能浮在上层，直至结冰。以后，冰下面的水的冷却主要靠传导。由于水是热的不良导体，深处的水依然保持着4℃，鱼、虾等水生生物便在那里过冬。除了水，还有一些物质也会反常膨胀，例如液态的铁水在凝固时体积要膨胀，这样浇铸的工件便能与模型紧密吻合。我国古代的铸工就利用铁水的反常膨胀，在巨大的钟体上铸出凸起的*。

一般物质由于温度影响，其体积为热胀冷缩。但也有少数热缩冷胀的物质，如水、锑、铋、液态铁等，在某种条件下恰好与上面的情况相反。实验证明，对0℃的水加热到4℃时，其体积不但不增大，反而缩小。当水的温度高于4℃时，它的体积才会随着温度的升高而膨胀。因此，水在4℃时的体积最小，密度最大。湖泊里水的表面，当冬季气温下降时，若水温在4℃以上时，上层的水冷却，体积缩小，密度变大，于是下沉到底部，而下层的暖水就升到上层来。这样，上层的冷水跟下层的暖水不断地交换位置，整个的水温逐渐降低。这种热的对流现象只能进行到所有水的温度都达到4℃时为止。当水温降到4℃以下时，上层的水反而膨胀，密度减小，于是冷水层停留在上面继续冷却，一直到温度下降到0℃时，上面的冷水层结成了冰为止。以上阶段热的交换主要形式是对流。当冰封水面之后，水的冷却就完全依靠水的热传导方式来进行热传递。由于水的导热性能很差。因此湖底的水温仍保持在4℃左右。这种水的反常膨胀特性，保证了水中的动植物，能在寒冷季节内生存下来。这里还应注意到，冰在冷却时与一般物质相同，也是缩小的。受热则膨胀，只有在0℃到4℃的范围内的水才显示出反常膨胀的现象来。

参考资料：http://phy.hengqian.com/html/2007/3-16/r153246995.shtml

热心网友 时间：2024-10-14 04:42

知识点应该是水随温度变化情况！水的冷胀与其它液体不一样，四度以下是冷胀热缩,四度以上和一般物体一样是热胀冷缩了，知道这一点其它就好解决了！蒸汽机的出现就是利用水的利创造了无限价值

热心网友 时间：2024-10-14 04:42

4       

热心网友 时间：2024-10-14 04:43

dfthgfxxbjjhfzzxvnllofsZXXCBNHDSSEEzxcvz445996245666