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怎样正确理解水的“反常膨胀”现象
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怎样正确理解水的“反常膨胀”现象
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把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,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,上层的冷水根下层的暖水不断的交换位置,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℃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,水的冷却主要依靠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生存下来.水在冷却是同一般物质相同,也是缩小的,受热则膨胀,只有在0℃到4℃的范围内水才反常膨胀.
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