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水的溶解和凝固

日期:2013-05-25 09:22:24
  大家知道,物质从固态变成液态的过程叫做熔解,从液态变成固态的过程则叫做凝固。研究熔解和凝固现象时,晶体与非晶体有很大的区别。晶体在熔解过程中,分子聚集状态发生了质的变化,物体的内能增加。正在熔解的晶体不断吸收热量,但是温度不变,我们把晶体熔解时的温度叫熔点。非晶体则不然。我们只简单地讨论晶体的熔解和凝固。我们把品体物质在熔点时完全熔解成同温度的液态物体所需要的热量Hq做该晶体物质的熔解热。要解释冰比水轻的原因得从水分子缔合与冰的晶体结构不同去认识它。大多数水分子都成双成对地聚合起来,连成一串或抱成一团。而冰中水分子是按六方晶系的规则排列起来的。在冰中,每个水分子均为四个水分j于以四面体的方式包围起来。刚面体的分子配位使冰晶体构造较为空旷,这就是固体冰的密度反而比液态水低的根本原因。
  水在冻结时的膨胀现象,是使岩石崩裂、加速风化的原因之一,它是地球发展过程巾的重要现象。没在岩石裂缝中有水存在,那么在寒季时,上层的水将首先冻结,而在下面的水便被冰封住,当这些水也开始冻结时,它们的体积将增大,冻结膨胀所产生的应力是十分巨大的,它将使裂缝扩大,最后使岩石崩裂。这一规律在我们日常生活中也可能观察到:冬天盛水的水缸因结冰而破裂,农作物的组织因受冻而破坏,冰库的食物失去了原有的滋味,这都是由于水在作怪的缘故。
  冰比水轻这个特性对自然界有着极大的意义,因为在所有积水的地方,结冰以后,冰块总是浮在水的面上,这就保护了冰下深厚的水层,使它难于进一步冷却。人们掌握了这一规律就设计出各种技术来改造自然,例如冷冻食物时,采用真空速冻技术,这种技术用抽真空来减少食物内水份,再用速冻以避免食物组织被破坏,保持食物的色泽和鲜味。