冰下面的鱼为什么不会被冻死呢,雨的形成原理
分类:数理科学

冬季的牡丹江农民在封冻的冰面上采冰。他们在为一年一度的牡丹江冰建设提供材料,同时,也在为来年夏季储存冰块。为了采冰,不仅人们要在冰面上行走,而且还要让许多机械在冰面上作业。采好冰后,还要用汽车把冰块运走。但是,就是在这样的冰下面,水中的鱼仍可以自由自在的生活着,流动的江水就结冰如此,静止的湖水结冰情况就比这更甚了。在零下几十摄氏度的气温下,为什么湖底不会结冰?湖下面的鱼为什么不会被冻死呢?难道说湖中的鱼特别耐冻吗?

①使用液化气:减压汽化现象,钢瓶中的液态燃料在减压时能自动发生物态变化。

雨是一种自然现象,指从天空降落的水滴。它是人类生活中重要的淡水来源之一,但过多的降雨会带来严重的灾害。假如空气含酸量过大,则会形成酸雨。

为了回答上面的问题,我们一起了解一下水的一些特性。

②烧开水:先发生蒸发现象后发生沸腾现象,但都是汽化现象。

雨(雨:rain;дождь;Regen;pluie;비是从云中降落的水滴。陆地和海洋表面的水蒸发变成水蒸气,水蒸气上升到一定高度之后遇冷变成小水滴。这些小水滴组成了云,它们在云里互相碰撞,合并成大水滴。当它大到空气托不住的时候,就从云中落了下来,形成了雨。

水的密度

③冰箱:同时发生了液化现象和汽化现象,冷冻室中发生了凝固现象。

雨的成因多种多样,它的表现形态也各具特色,有毛毛细雨,有连绵不断的阴雨,还有倾盆而下的暴雨。

水和其他物质一样,也有自己的密度,水的密度是水的一种特性,因为物体的体积会随温度的变化而变化,所以,物质的密度也会随着温度的变化而变化,尽管水和所有的物质一样,它的密度也会随温度的变化而变化,但水和其他物质又不太一样,它具有反常膨胀的性质。当水的温度在4℃以上时,它的体积会随温度的升高而增大,表现为热胀冷缩,所以,水的温度在4℃以上时,它的温度越高,密度越小。水的温度在4℃以下时,它的温度越低,密度越小,我们平常所说的水的密度为1.0×103 kg/m3 ,指的是水在4℃时的密度。在其他的温度时,水的密度都要小于1.0×103 kg/m3 。

④微波炉中解冻食物时会发生熔化现象。

雨水是人类生活中最重要的淡水资源,植物也要靠雨露的滋润而茁壮成长。但暴雨造成的洪水也会给人类带来巨大的灾难。

根据分析问题的需要,我们把浮沉条件用密度的知识表示出来。对实心物件,当它浸没在液体中时,如果物件的密度大于水的密度,那么物件就要在液体中下沉,一直沉到液体的底部,最终沉底,如果物体的密度小于液体的密度,那么物件就要在液体中上浮,一直上浮到液体表面,露出一部分,最终处于漂浮状态。如果物体的密度等于液体的密度,则物体可以静止在液体的任意深度处。由此可以推断出,当密度不同的几种不相容的液体混合在一起时,在液体静止的时候,密度较小的液体将上升到较高的位置,而密度较大的物体将降到较低的位置。我们平时见到的食用油和水的混合情况很能说明这个结论。当我们把食用油滴入煮熟的面条或做好的汤中时,即使用筷子搅几下,当面条或汤静止时,油花花的食用油总处在最上面的哪一个层面。

⑤冬天食用油凝固了,利用加热发生熔化现象。

随着人类工业化发展,工业废气大量排放到大气中,形成酸雨,对生态环境造成重大影响。

下面,我们就一起来看看湖水中的冷冻情况吧!

⑥烧开水或做饭时冒出的水蒸气通常会发生液化现象。

地球上的水受到太阳光的照射之后,就变成水蒸气被蒸发到空气中去了。水蒸气在高空遇到冷空气便凝聚成小水滴。这些小水滴都很小,直径只有0.0001~0.0002毫米,最大也只有0.002毫米。它们又小又轻,被空气中的上升气流托在空中。就是这些小水滴在空中聚成了云。这些小水滴要变成雨滴降到地面,它的体积大约要增大100多万倍。

为了讨论问题的方便,我们以4℃的湖水温度为界限,分水温高于4℃和低于4℃两种情况分析。

它主要依靠两个手段:

先看看湖水温度高于4℃的情况。

其一是凝结和凝华增大。

随着冬季的到来,湖面上方的气温会逐渐降低。湖中的水和湖面上方的空气相比,前者散热要慢一些。这样,湖表面水的温度要比湖面上方空气的温度要高一些。假设这时湖面上方的气温为10℃,湖面水的温度为10℃,水温比气温高3℃,这时,湖面的水就像一个小火炉一样,把它的一部分热传递给湖面上方的气体,结果,湖表面水的气温降低,密度增大,大于湖面下水的密度,逐渐向湖底下沉,由于湖面下方湖水的温度越高,密度越小,小于湖面上水的密度,它便逐渐向湖面上浮,补充湖面的水下降后,出现的空间,整个湖面的水就是通过对流而逐渐冷却的,当湖面温度不低于4℃,整个湖里的水的对流就这样持续不断的进行着,一直到湖水的温度降低到和湖面上方的温度完全相同为止。

其二是依靠云滴的碰撞并增大。

再看看湖水的温度低于4℃情况。

在雨滴形成的初期,云滴主要依靠不断吸收云体四周的水气来使自己凝结和凝华。如果云体内的水汽能源源不断得到供应和补充,使云滴表面经常处于过饱和状态,那么,这种凝结过程将会继续下去,使云滴不断增大,成为雨滴。但有时云内的水气含量有限,在同一块云里,水汽往往供不应求,这样就不可能使每个云滴都增大为较大的雨滴,有些较小的云滴只好归并到较大的云滴中去。

当湖水的温度低于4℃,湖面上的气温一定远远低于4℃,假设这时湖面上方的气温为-10℃,这是湖面已经结冰了。由于这时湖面水的温度比湖面的气温高,也比冰的温度高,因此,湖面上方的水会把热传递给湖面上的冰和湖面上的空气。结果,时湖面上水的温度降低。

如果云内出现水滴和冰晶共存的情况,那么,这种凝结和凝华增大过程将大大加快。当云中的云滴增大到一定程度时,由于大云滴的体积和重量不断增加,它们在下降过程中不仅能赶上那些速度较慢的小云滴,而且还会“吞并”更多的小云滴而使自己壮大起来。当大云滴越长越大,最后大到空气再也托不住它时,便从云中直落到地面,成为我们常见的雨水。

我们知道,当水的温度为4℃时,它的密度最大,所以,温度为4℃的水总是处在湖的底部,而湖面上的水的温度降低后,它们的密度变小,并且水的温度越接近0℃,它们的密度越小,这样,湖面上水的温度降低后,将处于湖中的水更高的位置处,一直到它们的温度变为0℃.湖面上的这些和冰接触的0℃的水,因为发生了热传递,从而凝固成冰。

除了酸雨,有颜色的雨外,还有许多有趣的雨,比如蛙雨,铁雨,金雨,甚至钱雨。它们都是龙卷风的杰作。

如此这般,湖中的水便自上而下结成了冰,由此产生了湖中的冰由湖面向湖底蔓延的现象。

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