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趣味物理学
1.8.9 6.9 拒绝融化的冰
6.9 拒绝融化的冰

图6-9 “沸水”中不融化的冰

把一小块冰放入试管中,在它的上面再放入一薄片铅或一个铜币,将冰块压住,注意可不能完全将冰块与上面隔绝,然后呢,往试管里注水直至试管口。这样,在试管底部的冰块就不会浮起来了。好了,一切就绪。点燃酒精灯,将试管上部放在灯焰上烧,注意别让火焰烧到试管下方(图6-9)。不用多久,水就会沸腾,水蒸气直往上冒。可奇怪的是,试管底部的冰块竟然还是冰块,没有融化!这简直就是在进行魔术表演,冰竟然在沸水中不融化……

其实谜底很简单,原理如下:

试管里面的水中,只有上部在沸腾,而底部的水并没有沸腾,依旧是冷冰冰的。就事实而言,对这一现象准确的描述应该是,冰块并没有在沸水里面,而是在沸水的下方、底部。在这种情况下,上部的水沸腾了,会受热膨胀,比重变轻,因而它们不会沉入试管底部,依旧停留在上部。水的循环也只是在与火焰接触的上部,并没有影响到下部。下部的水只有通过热传导才能受热升温,可是水是热的不良导体,其导热度很小。