探究影响水的凝固点的因素_实验设计-查字典物理网

2008年春节前后，我国南方很多地区遭遇了罕见的雪灾，公路、铁路因路面结冰而无法使车辆正常通行。许多城市采用在路面上撒大量的盐，使冰很快熔化来保证车辆和行人的出行安全。能防止雪水再次结冰。即在相同气温条件下，熔化了的冰雪不再结冰了。

水的凝固点能改变吗？观察下面的现象并进行实验，相信你会获得满意的答案。

一、盐与水的凝固点

同样的气温下，路面上的冰不加盐不能熔化，加了盐之后就熔化了，是不是加盐能影响冰的熔点？加了盐的冰是否熔点降低？小汉决定对此进行研究。

提出问题：相同气温条件下，为什么盐水不再结冰了？

猜想与假设：加了盐的冰可能熔点降低。

设计方案1：

（1）主要器材：两相同烧杯、水、盐、带玻璃盖的冰柜。

（2）实验步骤：一个烧杯盛水，一个盛盐水（注意水量相同，水的温度相同），同时放入冰柜中，透过冰柜的玻璃盖观察实验现象。

分析与论证：如果猜想正确，在实验中应观察到的现象是：。

得出的结论是：。

（水先结冰，盐水后结冰；水中加盐能降低水的凝固点）

设计方案2：

（1）主要器材：烧杯、水、铁架台、盐、温度计、停表、带玻璃盖的冰柜。

（2）实验步骤：用上述器材在带玻璃盖的冰柜中对水和盐水进行实验，将有关数据记入下表。

时间t/min	0	1	2	3	4	5	6
水的温度t/℃	2	1	0	0	0	0	0
水的状态	液态	液态	液态	冰出现	冰增多	冰增多	冰更多
盐水的温度t/℃	2	1	0	-1	-3	-5	-5
盐水的状态	液态	液态	液态	液态	液态	液态	冰出现

分析与论证：分析表中数据,水的凝固点是，盐水的凝固点是。

得出的结论是。

试试看：假设你的结论是正确的，“盐水的凝固点比水低”，那么将盛有水的试管，放进冷冻过的盐水里，会发生什么现象？

二、压强与水的凝固点

现象：你看过运动员滑冰的比赛吗（如图1所示）？滑冰时，运动员穿着带冰刀的鞋子，冰刀下会出现一层水，这层水跟润滑油的作用一样，使运动员能在冰上自由自在的舞蹈呢。冰刀离开后，水又会很快结成冰。

提出问题：冰刀下的冰为什么会熔化？

猜想与假设：增大压强可能会使冰的凝固点降低。

进行实验：准备棉线、两块重物、一块冰。按图2所示将拴好重物的棉线放在冰上。观察到什么现象？线会慢慢地向冰块的下方“切”去。如果两重物的质量增加，“切”的速度会更快。

分析与论证：分析实验现象，看能得出什么结论。

（水的凝固点与其受到的压强有关。增大压强，凝固点降低）

思考：寒冷的天气里，线在冰块中切进的时候，上面切出的缝隙很快又被冰黏合了，棉线切过冰块掉在地上后，冰块并没有被分裂为两块，仍然是一个整体。这又是为什么？

（冰的凝固点与压强有关，压强越大，凝固点越低）

如图3雪球为什么会越滚越大？

阅读：

姆潘巴效应

姆潘巴是个中学生，平时常自制冰激凌。做冰激凌通常是先煮沸牛奶，加上糖，待冷却后，放进冰箱的冷冻室。一次，姆潘巴为了获得优先使用冰箱的机会，趁热把糖放入奶中并立即放入冰箱。一个半小时之后，打开冰箱，姆潘巴惊奇地发现：自己较热的牛奶全结了冰，而其他孩子原来较冷的牛奶却没有结冰，还是稠稠的液体！姆潘巴将上述使他“大吃一惊”的现象告诉大家，但大家都不相信。

姆潘巴重做实验，结果仍是如此。他把这个现象告诉了大学物理系教授，并与教授一起研究，这种现象后来被称为姆潘巴效应。该效应被列为当今世界97个物理难题中的第13个。

你也来做做这个实验，并提出你自己的看法。

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