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1、特殊的冰热冰：除了前面提到高压下形成的热冰之外，重水在3.8时结冰，成为另 一种形式的“热冰”。水是一种特殊的液体。它在4时密度最大。温度在4以上，液态水遵守 一般热胀冷缩规律。4以下，原来水中呈线形分布的缩合分子中，出现一种像 冰晶结构一样的似冰缔合分子，叫做“假冰晶体”。因为冰的密度比水小，“假冰晶 体”的存在，降低了水的密度，这就是为什么水在4时密度最大，低于4密度 又要减小的秘密。人类已经能够在实验室里制造出八种冰的晶体。但只有天然冰能在自然条件 下存在，其它都是高压冰，在自然界不能稳定存在。天然冰中水分子的缔合是按六方晶系的规那么排列起来的。所谓结晶格子，最 简单的例子是紧密地堆砌的
2、砖块，如果在这些砖块的中心处代之以一个假设的原 子，便得到了一个结晶格子。冰的晶格为一个带顶锥的三棱柱体，六个角上的氧 原子分别为相邻六个晶胞所共有。三个棱上氧原子各为三个相邻晶胞所共有，二 个轴顶氧原子各为二个晶胞所共有，只有中央一个氧原子算是该晶胞所独有。注：一般被称为干冰的物质实际是二氧化碳的固体状态，与水和冰没有关系。干冰是二氧化碳的固体形式。在正常气压下，二氧化碳的凝固点g/cm。 干冰能够急速的冷冻物体和降低温度并且可以用隔离手套来做配置。到二十一世 纪，干冰已经被广泛的使用在许多层面了，干冰在增温时是由固态直接升华大气 压才会出现液态二氧化碳。水结冰后为何体积会变大？水其实是一种
3、很特殊的物质。水是地表上唯一一种三态并存的物质。他的物理与化学性质都挺特别的，主要是由于水分子的特殊结构造成的。水的分子是由两个氢原子和一个氧原子构成，但三者并不在一条直线上， 而是以氧原子为中心形成一个键角为105度的三角形。在相对于两个氢原子相 反方向上有两个带负电的电子云，他们可以吸引相邻水分子的氢核，形成所谓的 “氢键”。气态水分子基本相互是独立的，除了碰撞外，相互作用力很弱；液态水分 子局部在氢键的作用下已经结合在一起，与一般的流体分子独立而不规那么的运动 特点是不一样的；而固态水的分子那么彼此强烈的结合形成规那么有序的阵列结构。当水结冰时，一个水分子通过氢键的作用会将邻近的四个水分
4、子吸引在周 围形成六角形结构，再层层相叠形成冰晶，这样的排列使水在从液态变成固态时 表现为体积胀大，密度变小。这个特性对生物很重要，因为如果水和大多数物质一样固态密度比液态密 度大的话，那么冬天将使河底、湖底和海底的水先结冰，那么必使水底生物无法生存。 我们学过地球上早期的生命起源于海洋，如果冰不能漂浮在水面上，地球上就算 有生命也无法平安度过冰期。所以，水的特性对地球上的生物生存有着重要作用。融化的冰川冰的组成有三种：首先，冰处于水的融点时为冰水混合体，冰的体积和水的 体积相互交融，这样就不会影响水的体积；其次，水完全结为冰，但是水仍存在 于冰的底部，一般结冰的湖面都有这种现象，这种水仍受到
5、冰的压力，体积不会 被冰变化；最后，降水过程在陆地上形成冰川，这种冰是我们要接下来讨论的， 对于这种冰，水的体积的增量完全等于冰的融化量。水的体积是不变化的。众所周知I,云的多少是经常变化的，所以水的存在完 全是用地表的平均体积来评价的。一般情况下，水的重量也是不变化的，而冰的 形成使同体积的水分子质量下降。冰内微小的水分会影响整个冰块的结构特性。C02含量对地球的气温产生了不到1摄氏度的贡献；其实，这个贡献是个 平均值。平均到什么程度了呢？某地升温10度，某地降温10度，对地球来说, 平均气温是不变的，地球的冷热交替主要是海洋造成的，然而某些地方气温异 常会导致水温变化而使洋流中断、渐弱或改
6、变。冷的地方变热，热的地方就会变 冷。不平均导致了冰川的大规模破损。1亿年以前，地球可能有过全部冰雪融化的情况。这种情况下，洋流作用变 缓，有些地方异常干燥而无降水。小行星并不是恐龙灭绝的主因，而是气候变化, 植被减少导致。全球气候的变化导致了冰川的加剧分解，冰一旦落于水面，不需要融化就使 水的体积增大，这是阿基米德原理。全球海洋面积占总外表积71%,如果这些 面积上面放上从南、北极融化的水，会使水面增高60多米。拓展活动一:热水和冷水谁结冰更快？同学们请你们思考一下热水和冷水谁结冰更快呢？设计一个实验 验证自己的想法。拓展活动二：制作美味的冰淇淋材料准备：毛巾、冰块、巧克力粉、杯子、盐、牛奶、奶油、大盆、 勺子方法：1、在杯子里倒入一勺巧克力粉、两勺牛奶、一勺奶油并搅拌。2、在大盆里铺一层冰，在冰上撒些盐。3、将杯子放在撒了盐的冰上，并在杯子的四周加更多的冰，并且 撒盐。4、将毛巾盖在大盆上，放置一个小时，注意每隔几分钟搅拌一次。