冰是冷冻水的俗称。其他液体,如氨或甲烷或牛奶在冻结时也可称为冰,但它们被称为 "牛奶冰",例如,而不只是 "冰"。液态水在非常冷的情况下会变成固态。凝固点是0摄氏度(32华氏度或273开尔文)。

冰通常是在家用冰箱或冰柜中制造的。如果把水放在冰箱里并放置一段时间,水会变得非常冷,并会冻结成固体,形成冰。可以将水放入(或其他金属)容器中,使其更快冻结成冰。金属是热的良好导体,所以水可以比在塑料冰盘中冻结得更快。



篮子里的冰块Zoom
篮子里的冰块

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玻璃上的冰晶

冰是如何形成的

与其他液体不同的是,水在冻结后会膨胀,成为冰;所以冰会漂浮在水面上,因为冰的密度比水小。这是非常不寻常的--几乎所有其他液体在冷却时都会变得更密;然而,水冰是一个重要的例外。液态水在变成冰后会膨胀约9%--它占据了更多的空间。这是因为水分子实际上离得更远,而不是更近。冰晶中的分子以一种方式排列,使其密度低于液态水。

如果水管中的水结冰,会使水管爆裂。玻璃瓶中的水结冰后会使其爆炸。在岩石裂缝中冻结的水可以膨胀到足以将坚硬的岩石劈开;这是一个重要的地质风化过程,可以磨损山体,使岩石变成土壤

当材料被冷却时,它们的分子振动较小,并紧密地结合在一起。当大多数材料达到一个被称为冰点的温度时,分子就会形成结晶状的固体--尽管有些材料(如玻璃焦油)根本不结晶,而是形成超硬的流体,似乎是固体。只有氦气不会结冰;如果足够冷,所有其他物质都会结冰,但像食用油、防冻剂、汽油、氮气等液体会在大多数人不曾经历的温度下结冰。



盐水

盐水需要比纯水更低的温度来冻结。由此产生的冰所含的盐分比它来自的盐水少得多。这一事实有时被用于海水淡化。含盐的冰不像冰冻的纯水那样坚固。同样,如果不是太冷的话,在冰上撒盐也会融化:盐会逐渐侵蚀冰,形成盐水,在那个温度下不会结冰。



冰的地理位置

因为冰会漂浮,即使是冻结的大水体,如一些海洋,也只在表面形成冰。大多数湖泊从未冻结到底部。即使是最冷的海洋,如北冰洋,也只在顶部结冰,留下液体海洋在下面循环。正因为如此,地球上的海洋能够重新分配热量,地球上的气候也就没有那么多极端的热量和寒冷。如果冰下沉而不是浮动,海洋就会从底部填满冰,保持固体,只有顶部的部分会解冻。坚实的海洋将不会有热量的循环。但是,由于冰漂浮在表面,下面的水可以继续循环,而表面的冰则保持暴露,当温度上升时很容易融化。

陆地上的大冰体被称为冰川南极洲拥有世界上大部分的冰。



冰河时期

气候变化一直在发生。当天气非常寒冷时,它被称为冰河时期。在冰期,地球上有非常大的区域被冰、雪和冰川覆盖。冰期的原因很复杂,或者说很难理解。全球变暖目前正在影响地球的冰资源,其原因也非常复杂。



干冰

还有'干冰';它是冷冻的二氧化碳。暴露在正常空气中的干冰会释放出无色无味的二氧化碳气体。这种气体非常冷,当它与空气混合时,会将空气中的水蒸气冷却成雾,看起来像浓浓的白烟。它经常被用于剧院,制造假雾或烟雾。



干冰放在水里时Zoom
干冰放在水里时

问题和答案

问:什么是冰?
答:冰是冷冻水的俗称。

问:其他液体可以称为冰吗?
答:是的,其他液体如氨或甲烷或牛奶在冻结时也可称为冰,但它们通常被称为特定的名称,如 "牛奶冰"。

问:液态水何时会变成固态冰?
答:当液态水非常寒冷,其温度达到0℃的冰点时,就会变成固态冰。

问:在家里是如何制冰的?
答:冰通常是在家用冰箱或冰柜中制作的。如果把水放在冰柜里,放置一段时间,水就会变得非常冷,并会凝固,形成冰。

问:容器的材质是否会影响水冻结成冰的时间?
答:是的,将水放入铜制(或其他金属)容器中,可以使其更快地冻结成冰。金属是良好的热导体,所以水可以比在塑料冰盘中冻结得更快。

问:什么是水的冰点?
答:水的冰点是0℃(32℉或273K)。

问:为什么有些液体在结冰时有不同的名称?
答:有些液体在冻结时有不同的名称,如 "牛奶冰",因为它们通常与其他成分混合,在冻结时影响其特性。

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