水冷卻後,為什麼會膨脹?為什麼違背了熱脹冷縮

2022-03-22 18:38:38 字數 5780 閱讀 8839

1樓:

水在4攝氏度時密度最大之謎

簡單一句話就是分子排列方式在此時達到最緊密。

300多年前,人類就已知道水在4攝氏度時密度最大這一現象。雖然這一現象僅僅是由於水的分子結構造成的,但對於水的這種特性,人們至今仍不能作出科學的解釋。

日本科學家通過實驗證實,在低溫條件下兩種非晶態冰之間存在不連續性轉移。在低溫情況下,低密度水和高密度水呈完全不同的形態。這項研究不僅首次解釋了水在攝氏4度時密度最大的現象,而且在生態系統、水溶液系統等與水有關的領域有廣泛的研究與應用價值。

該成果發表在《自然》雜誌上。

多年來,科學家通過理論計算與實驗,一直在進行水的非晶態多樣性研究。水通常在攝氏零度時結冰。但水在攝氏零度以下時也可保持液體狀態,稱作過冷卻水。

當過冷卻水到達臨界點以下時就會分離出兩種狀態,既低密度水和高密度水。與此相對應,也存在低密度和高密度兩種非晶態冰。由於水在低溫時易於結冰,也由於沒有非晶態冰之間互相轉移的現存理論,水的非晶態多樣性學說存在很多爭論。

其中之一就是兩種密度的非晶態水是否會發生連續轉移。

日本科學家的這項研究,觀察了高密度非晶態冰(hda)向低密度非晶態冰( lda)變化的過程。發現 h da在零下158攝氏度以下時整體均一膨脹,在零下158攝氏度時隨著不均一的體積變化迅速向 l da轉移。在轉移過程中,出現兩種成分共存狀態,隨著時間推移, h da和lda逐漸分離。

研究證實,低溫下兩種水之間的轉移是不連續的。

科學家認為,這項研究成果是揭開水領域各種問題的重大突破,將對今後過冷卻水等研究產生重大影響,同時將帶動對同溫層中的雲的研究及在冰點下活動的動植物細胞記憶體在的過冷卻水的研究。如果今後能夠控制這兩種水的臨界點,就可以自由控制水的結晶,對人類控制地球環境和開發生物冷卻儲存技術極有價值。

2樓:匿名使用者

【反常膨脹】一般物質由於溫度影響,其體積為熱脹冷縮。但也有少數熱縮冷脹的物質,如水、銻、鉍、液態鐵等,在某種條件下恰好與上面的情況相反。實驗證明,對0℃的水加熱到4℃時,其體積不但不增大,反而縮小。

當水的溫度高於4℃時,它的體積才會隨著溫度的升高而膨脹。因此,水在4℃時的體積最小,密度最大。湖泊裡水的表面,當冬季氣溫下降時,若水溫在4℃以上時,上層的水冷卻,體積縮小,密度變大,於是下沉到底部,而下層的暖水就升到上層來。

這樣,上層的冷水跟下層的暖水不斷地交換位置,整個的水溫逐漸降低。這種熱的對流現象只能進行到所有水的溫度都達到4℃時為止。當水溫降到4℃以下時,上層的水反而膨脹,密度減小,於是冷水層停留在上面繼續冷卻,一直到溫度下降到0℃時,上面的冷水層結成了冰為止。

以上階段熱的交換主要形式是對流。當冰封水面之後,水的冷卻就完全依靠水的熱傳導方式來進行熱傳遞。由於水的導熱效能很差。

因此湖底的水溫仍保持在4℃左右。這種水的反常膨脹特性,保證了水中的動植物,能在寒冷季節內生存下來。這裡還應注意到,冰在冷卻時與一般物質相同,也是縮小的。

受熱則膨脹,只有在0℃到4℃的範圍內的水才顯示出反常膨脹的現象來。

水的反常膨脹現象可以用氫鍵、締合水分子理論予以解釋。http://cache.

3樓:熱狗已存在

在4攝氏度時,水的體積最小,所以在4度到0度區間內,水不是熱脹冷縮

4樓:

水分子有締合性,或者說水分子間由於氫鍵的作用使得分子間間距保持不變,水的體積就不可能縮小了。另一方面,溫度越低,締合的水分子就越多,相對未締合時的體積就會變大。

水繼續冷卻,結冰後為什麼會體積增大和熱脹冷縮怎麼不一樣

5樓:眼花了眼花了

1.結冰後,水分子會呈不規律的排列,所以體積會增大2.結冰其實就是熱脹的表現,當融化時,就是冷縮的表現

6樓:郭鑫諾

因為質量不變,密度減少,所以體積增加了。

7樓:金錢打造豹

水是個特例,熱脹冷縮和冷脹熱縮,這兩種現象是一致的

先說冷脹熱縮,水由固體分子變成液體分子,液體分子會進入固體顆粒之間,導致體積縮小了,而熱脹冷縮則是液體分子蒸發變成氣體分子,氣體鑽出水面前膨脹使水的體積膨脹,溫度一冷就會縮回了.(水在4度時密度最大,體積最小,4度是個轉折點)

為什麼密封的杯子裝熱水後冷卻了會打不開?要怎麼辦?用什麼原理?

8樓:長腿學霸小姐姐

密封的杯子裝熱水後冷卻了會打不開,是因為氣體的熱漲冷縮,導致杯子內的氣壓低於杯子外的氣壓,所以打不開。

要開啟這樣的杯子,可以將杯子加熱,使杯子內的氣體受熱膨脹,等杯子內的氣壓逐漸升高,就可以輕鬆的開啟杯子了。

這一過程用的是氣體熱脹冷縮的原理。

9樓:匿名使用者

一、解決辦法:

1、弄一盆熱水,把杯子放在熱水裡,等一會就會輕鬆的開啟了,杯子裡又充滿了水蒸氣,內外氣壓一平衡,就還容易開了

2、把杯子倒置過來,用手拍幾下杯蓋,晃盪幾下,在找個毛巾放在杯蓋上去擰,就擰的開了

二、原理:熱脹冷縮原理。因為氣體熱脹冷縮,你倒入熱水的時候,杯子裡面的空氣都很熱了,等水涼了,就會產生負壓,從而吸住杯蓋,所以會打不開。

瓶子內熱水冷卻後,內部氣壓減少,導致瓶子內外部有很大的氣壓差。所以不太容易開啟。

擴充套件資料

熱脹冷縮是指物體受熱時會膨脹,遇冷時會收縮的特性。由於物體內的粒子(原子)運動會隨溫度改變,當溫度上升時,粒子的振動幅度加大,令物體膨脹;但當溫度下降時,粒子的振動幅度便會減少,使物體收縮。

熱脹冷縮是一般物體的特性,但水(4°c以下)、銻、鉍、鎵和青銅等物質,在某些溫度範圍內受熱時收縮,遇冷時會膨脹,恰與一般物體特性相反。因此,水結冰時,冰是先在水面出現。由於鐵軌有熱脹冷縮的特性,因此鐵軌連結時須保持一定的間隙(以防止氣溫升高時,鐵軌因受熱膨脹伸長而相互推擠變形),再以魚尾鈑與螺桿將鐵軌相互連結起來。

10樓:匿名使用者

1、會打不開,因為氣體熱脹冷縮,你倒入熱水的時候,杯子裡面的空氣都很熱了,等水涼了,就會產生負壓,從而吸住杯蓋,所以會打不開。

2、用熱水加熱杯子,待杯子裡面的水和空氣熱到一定的程度後,再拿出杯子,然後晃一晃杯子,再就容易開啟了。

3、原理:氣體熱脹冷縮。

4、另外,剛剛倒入熱水的時候,空氣中有水蒸氣,也佔了一部分的比例,冷卻的時候,水蒸氣變成液態水了,體積大幅度減少,也是重要原因之一。

5、如果全是液體,且那個杯子的剛性不是太強的話,一般不大會打不開,因為液體已經是比較緻密的物質了,且杯子塑料材質的一般是可以允許稍微變形的。 如果是鋼鐵質或者是玻璃質的,可能也會有點不好開啟。

11樓:匿名使用者

1、為什麼?

杯子裝熱水,產生大量水蒸氣,這

些水蒸氣將杯子裡原來的空氣趕走了;

密封杯子,水蒸氣冷下來,就液化成水,瓶子裡就幾乎是真空了。

大氣壓作用下,杯子會打不開。

2要怎麼辦?

很簡單,用熱水燙,杯子裡又充滿了水蒸氣,內外氣壓一平衡,就還容易開了

12樓:匿名使用者

由於杯子密封,水冷卻後體積變小,同時杯內空氣密度變大,是的杯內壓力小於杯外的氣壓(1個大氣壓),所以打不開;辦法:1.把杯子重新加熱;2.

用工具輕輕撬動杯子蓋,聽到有氣體進入杯子的聲音後就可正常開啟了;原理:熱脹冷縮原理;

13樓:匿名使用者

熱脹冷縮,

不可能杯子是裝的滿滿的吧~~冷卻後,杯內的空氣和液體都會收縮,杯內的壓力會小於外界壓力,所以打不開。如果不是保溫杯,你可以將杯子放到熱水裡泡泡,泡熱了再試試。如果是保溫杯,那你可以放著等兩天再試試,杯子不可能是完全密閉的,外面的空氣會慢慢跑進去的。

或者你可以叫個大力士幫忙,也可以利用這兩天的時間,多吃點菠菜~~~哈哈

14樓:匿名使用者

熱脹冷縮;杯子的容積是一定的,倒滿熱水後,水

的容積等於杯子的體積,當水變冷時,杯子的容積沒有發生變化,而水「冷縮」了(就是體積變小了)杯子的容積減去水的體積就是「真空」,真空會吸住杯蓋和杯身,就不容易開啟了!

15樓:匿名使用者

凍住,裡面空氣被抽乾,當然打不開,一般,溶解,要不然咋麼開啟?

16樓:匿名使用者

如果水還是熱的,倒過來,晃兩下,再開

蒸好的包子一開鍋為什麼會扁下去?

17樓:

因為掀開鍋蓋的時候,裡面的蒸汽就跑出去了,所以包子裡的氣體少了,就會變扁

18樓:富貴節節升

包子裡面的氣壓低於外面的氣壓,自然會被壓扁下去

19樓:談戀愛的確如此

因為蒸汽的原因,蒸包子的時候鍋中會有蒸氣,在開蓋的一瞬間蒸汽走散冷空氣進入飽滿的包子一下就扁下去了

20樓:

是你包完包子後,沒有二次醒發,直接放入鍋裡面蒸熟了。做好的饅頭包子,最好蓋好二次醒發10~20分鐘,做成的成品好看好吃。

醒面可以在一定程度上避免擀制時出現綻裂和空洞的現象,是因為在一定程度上可以使用麵糰中較乾的面絮吸水回軟,使整體面團中的水分分佈更加均勻。可以增強麵糰的筋韌性和延伸性,使麵糰中的蛋白質充分吸水膨脹從而形成良好個體。

21樓:鼎湖山泉淨水

包子不是實心的,裡面的熱空氣遇到空氣便溜走啦!

22樓:匿名使用者

蒸包子應以冷水(或溫水)上籠,用中等火力。關火後不要馬上開蓋,放五分鐘定形後再出鍋。如果蒸火太急,包子中心來不及受熱膨脹,外皮面筋已過熱凝縮,容易產生包子揭鍋變癟回縮現象。

要避免包子揭鍋變癟現象:

一是要用溫開水和麵(40℃);

二是要使用鮮酵母;

三是包子儘量選用中筋粉,蛋白質含量為9-11%, 要避免使用低筋麵粉如蛋糕粉和玉米粉。

液體氣體和固體哪一個熱脹冷縮比較厲害?

23樓:萬能小知道

氣體他是最明顯的,因為他是由分子間距決定的,即由分子結構決定的熱膨脹和收縮是物體的基本性質,而且在正常情況下,物體受熱後會膨脹,冷時會收縮,所有物件都具有此屬性。水會在4℃以上的熱量下膨脹收縮,而在4℃以下的熱量下膨脹收縮,說到冰的這種物質,他的密度只有0.9,所以這意味著冰將漂浮在水面上,銻,鉍,銅等物質在某些溫度範圍內受熱時會收縮,冷時會膨脹。

更準確一點,物體,包括固體,液體和氣體,加熱後會膨脹到不同程度,冷卻時也會收縮,而且在固體,氣體和液體這三種物體中,通常氣體的熱膨脹和冷縮現象最為明顯,眾所周知,物質是由原子組成的,原子一直在運動,運動速度會隨著溫度而變化,這是物體受熱膨脹和收縮的根本原因。

他們在加熱物體後,他的溫度會升高,組成物質的分子的運動將逐漸變得活躍,分子之間的間隔將逐漸開啟,因此,整個物體會膨脹,當物體變冷時,分子之間的間隔逐漸縮小,物體也縮小,但是,對於固體來說的話,其基本單位是由粒子,原子或離子組成的晶格,在晶格中圍繞其平衡位置振動,這種振動不是左右對稱的簡單諧波振動,而是非簡單諧波振動。

因為當固體被加熱時,顆粒振動加劇,由於存在非調和效應,粒子的平衡位置將移動,導致相鄰粒子之間的平均距離增加。因此,固體的體積變大。另一方面,當溫度降低時,由於顆粒的震動減小,顆粒之間的平均距離減小,固體的體積就減小了。

關於液體氣體和固體哪一個熱脹冷縮比較厲害的問題,今天就解釋到這裡。

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