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水结冰以后为何会“变胖”?说好的热胀冷缩呢?

千里冰封,万里雪飘。

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进入冬季,河水不再泛滥,当被封冻了以后,它就像一条白色的游龙,有一种非凡的气势。

 

生活中,我们都知道热胀冷缩的道理,但为何水在低温状态下结冰以后却“变胖”了呢?

 

这与水的“神奇魔法”有关,具体是啥呢?我们接着往下看。

 

1.4℃是关键

其实,水也不是完全违背自然规律,它在4℃以上时是个听话的“乖孩子”。一旦低于4℃(精确地说,是3.98℃),它缩得不能再缩,此时便达到了体积最小,密度最大的状态。

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冰面上凝结的冰花 郝大庆 摄 图片来源:东北网

 

当温度继续下降时,它一反常态,不再缩小,反变大,成为了一个“胖子”。

 

当水变成“冰胖子”时,它的力量的确是相当大的。比如在生活中,冬季的水缸、水管等有时候会被胀破。

 

但是,水的这种“神奇魔法”也并非一无是处,而是好处多多。

 

2.“冰胖子”的魔力

首先,“冰胖子”保护住了水下的生命。

 

严冬腊月,千里冰封,池塘、湖泊、河流的表面都冻结了,但河水深处却没有结冰。这是因为温度4℃时水的密度最大,上层的水受到严寒“袭击”后,当温度低于4℃时,体积胀大,密度变小,只能浮在上层,直到结冰。

 

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河水上薄薄的冰层 郝大庆 摄图片来源:东北网

 

结冰以后,水的冷却不再依靠对流,主要靠传导,而它是热的不良导体,因此,河湖深处的水依然保持着4℃,鱼虾便在那里安然过冬了。

 

其次,“冰胖子”对农业也有益处。

 

土壤里的水分冻结时,冰晶体扩大能使土层龟裂,空隙增大。等到天气转暖解冻后,土壤变得比较疏松,有利于空气流通和提高水分渗透性;冻结还能使下层水汽向上扩散,增加耕作层的水分贮存量。这对于十年九春旱的北方农业生产显然是十分有利的。

 

所以,别看人家“胖”,其实既有用又可爱呢~

 

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