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趣味物理学
1.1.1.7.8 在开水中不会溶化的冰块
在开水中不会溶化的冰块


请取一只试管,装满水,再放入一小块冰,为了不让冰飘上来(冰比水要轻),可以用铅弹、铜块或者其他重物压住,但是不要完全堵住,给水留下自由流动的空间。现在,把试管放在酒精灯上加热,注意,要让酒精灯的火焰只能烧到试管的上部(图81)。很快,水就开始沸腾了,冒出一缕缕蒸汽。但奇怪的是:试管底部的冰却没有融化。在我们面前,似乎发生了一个小小的奇迹:在开水中不会融化的冰。

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图81 试管上部的水已经沸腾,但是下面的冰块却没有融化

谜底是这样的:试管底部的水根本没有沸腾,依然是冷水,沸腾的只是试管上部的水。在我们面前的不是“沸水里的冰”,而是“在沸水底下的冰”。水受热膨胀后会变轻,因此不会沉到试管底部,而是仍然留在试管的上部。水的热循环也只是在试管的上部进行,而没有影响到密度更大的下方水层。下部的水只能通过热传导的方式被加热,但是水的导热系数是非常小的。