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冰在融化过程中形态发生的变化:固态变成液态。
冰属于晶体,吸热温度上升,达到熔点时开始熔化,此时温度不变。晶体完全熔化成液体后,温度继续上升。熔化过程中晶体是固、液共存状态。熔化是指对物质进行加热,使物质从固态变成液态的过程。它是物态变化中比较常见的类型。熔化需要吸收热量,是吸热过程。
融化,指冰或者是雪由于温度或者是太阳光的照射使它化成水。或者是一句话温暖了一个人的心。融化常用于文学中,如冰雪消融常用此词,有时也作“溶化”,如“她心里的冰终于融化了”。
熔化常用于物理学,指加热到一定程度的物质由固态变为液态的过程。此过程需要吸收热量,因而从火字旁,如“铁加热至一定程度就会变为铁水”。熔化是指指金属、石蜡等固体受热变成液体或胶体状态。
对物质进行加热,使物质从固态变成液态的过程。它是物态变化中比较常见的类型。熔化需要吸收热量,是吸热过程。晶体有一定的熔化温度,叫做熔点。非晶体没有一定的熔化温度。熔化的逆过程是凝固。
熔化理论:
对于二维体系,熔化理论已经相当成熟,在晶体和液体之间存在一种中间物称为六角相,这种中间物有一定的取向,但没有平移有序。然而,在三维体系中,熔化的理论仍然没有得到明确的建立。
在早期的一种关键方法中,Lindemann引提出当原子振动的均方根振幅达到原子间距的临界分数时,熔化就会发生。由于加热过程中晶体的剪切模量减小,Born提出只要这些模量中的一个减小到零,熔化就会发生,这可以被认为是刚性失稳或机械熔化。
冰融化成水后,体积是变小!
水的密度是 1.0g/立方厘米?
冰的密度是 0.9g/立方厘米?
100立方厘米的冰则为90g?
90g的水体积肯定小于100立方厘米
水的密度1g/cm3 冰的密度0.9g/cm3 M=PV?
水结成冰体积增加10%:?
设一定质量的水体积为V,则其质量为1*V=V?
当它结冰以后,质量不变仍为V,但是由于冰的密度改变,所以结冰后体积改变,体积为?
冰(水)质量/冰密度=V/0.9?
所以冰的体积比水的体积增加了 V/0.9-V=1/9*V 约等于0.1V 即增加了10%?
冰融化成水时?
设一定质量的冰体积为V,则其质量为0.9V?
当它融化以后,质量不变仍为0.9V,但是体积改变为?
冰(水)质量/水密度=0.9V/1=0.9V?
所以融化以后体积比冰的减少了 V-0.9V=0.1V?
即减少了10%
扩展资料
热冰:除了前面提到高压下形成的热冰之外,重水(D2O)在3.8℃时结冰,成为另一种形式的"热冰"。
水是一种特殊的液体。它在4℃时密度最大。温度在4℃以上,液态水遵守一般热胀冷缩规律。4℃以下,原来水中呈线形分布的缩合分子中,出现一种像冰晶结构一样的似冰缔合分子,叫做"假冰晶体"。因为冰的密度比水小,"假冰晶体"的存在,降低了水的密度,这就是为什么水在4℃时密度最大,低于4℃密度又要减小的秘密。
人类已经能够在实验室里制造出八种冰的晶体。但只有天然冰能在自然条件下存在,其它都是高压冰,在自然界不能稳定存在。
天然冰中水分子的缔合是按六方晶系的规则排列起来的。所谓结晶格子,最简单的例子是紧密地堆砌的砖块,如果在这些砖块的中心处代之以一个假设的原子,便得到了一个结晶格子。
冰的晶格为一个带顶锥的三棱柱体,六个角上的氧原子分别为相邻六个晶胞所共有。三个棱上氧原子各为三个相邻晶胞所共有,二个轴顶氧原子各为二个晶胞所共有,只有中央一个氧原子算是该晶胞所独有。
注:一般被称为干冰的物质实际是二氧化碳的固体状态,与水和冰没有关系。
干冰是二氧化碳的固体形式。在正常气压下,二氧化碳的凝固点是摄氏负78.5度,在保持物体维持冷冻或低温状态下非常有用。
它无色,无味,不易燃,略带酸性。干冰的密度各不相同,但通常约为 1.4至1.6 g/cm。干冰能够急速的冷冻物体和降低温度并且可以用隔离手套来做配置。
到二十一世纪,干冰已经被广泛的使用在许多层面了,干冰在增温时是由固态直接升华为气态,直接转化为气体而省略转为液态的程序,因此其相变并不会产生液体,也因此我们称它做"干冰"。要将二氧化碳变成液态,就必须加大压强至5.1大气压才会出现液态二氧化碳。
由于水分子间有氢键缔合这样的特殊结构所决定的。根据近代X射线的研究,证明了冰具有四面体的晶体结构。这个四面体是通过氢键形成的,是一个敞开式的松弛结构,因为五个水分子不能把全部四面体的体积占完,在冰中氢键把这些四面体联系起来,成为一个整体。
这种通过氢键形成的定向有序排列,空间利用率较小,约占34%、因此冰的密度较小,约为摄氏4度时液态水的9/10。
冰融化时拆散了大量的氢键,使整体化为四面体集团和零星的较小的"水分子集团"(即由氢键缔合形成的一些缔合分子),故液态水已经不象冰那样完全是有序排列了,而是有一定程度的无序排列,即水分子间的距离不象冰中那样固定,H2O分子可以由一个四面体的微晶进入另一微晶中去。这样分子间的空隙减少,密度相对冰就增大了。
温度升高时,水分子的四面体集团不断被破坏,分子无序排列增多,使密度增大。但同时,分子间的热运动也增加了分子间的距离,使密度又减小。这两个矛盾的因素在4℃时达到平衡,因此,在4℃时水的密度最大。过了4℃后,分子的热运动使分子间的距离增大的因素,就占优势了,水的密度又开始减小。
参考资料:
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