在座各位地球人肯定对「水」一点不陌生。不论是液态水还是固态冰,在生活中都随处可见。但如果你以为我们已经完全了解水和冰的构成与变化,那你可就错了,因为它可是超乎想像的复杂。
冰也会七十二变?常见的物质竟然有这么多型态!学校里教过的三相图将水区分成固、液、气三种相(Phase)。不过除了这种简单的分类,固态的冰在不同的压力与温度条件下其实还有许多不同面貌。
小时候学过水的三相固体、液体、气体,除此之外,其实固态冰还有其他型态。 Pexels一般条件下,自然结冻的水只会呈现六角结晶或立方结晶,两种晶体结构合称为「冰一」(Ice I)。你可能有些好奇:既然有一,那或许会有二(咦)
没错!目前已知的冰共有二十几种型态,比 iPhone 的型号还多!只是除了冰一之外,其他的型态都极为少见。
所谓少见是有多少见呢?
一直到 2017 年时,科学家才首次在实验室中合成出冰七(Ice VII),这种稀有的结晶形态通常只有在彗星或系外行星上才见得到,因为它需要 超大的压力 (例如:两个含冰量丰富的小行星体对撞),才有可能形成。
实验室中高压环境下合成的冰七 。图/实验团队( A E Gleason)提供相隔一年后,另一组研究团队利用 X 光绕射技术,在世界各地的钻石中发现冰七的踪影。
为什么钻石中会有冰七?推测原因是由于当初在地底时, 有少量水分被困在高温高压的钻石矿脉中 ,而后这些水分随着钻石一同被挖掘到地表,虽然温度下降到普通室温,但坚固的钻石内却仍然维持着高压。如此独一无二的条件,让冰七得以自然生成。
零度以下也不结冰?神秘的过冷水!光是固态冰就有这么多花样了,水结冰的过程同样也是科学家有兴趣的主题。在 Science 期刊上最新的研究发现,过冷水其实是由两种结构不同的形态混搭而成。
一般的情况下,零度以下的水需要一些杂质或扰动来「启动」结晶的过程,才能凝固成冰。在缺乏这些条件时,水可以在零度以下仍维持液态,也就是所谓的「过冷」。
关于过冷水的理论模型可说是众说纷纭,因为这种状态十分不稳定,轻微的干扰就会让过冷水全部结晶,让实验学家十分头痛。另外,也很难单从实验中观察并判断过冷水不结晶到底是不是因为还未达到热平衡。
过冷水的状态不稳定,稍微干扰就会全部结晶,也让实验学家十分头疼。giphy以往的相关研究通常只能依赖分子模拟,不过最近在实验上有了最新突破。
美国西北太平洋国家实验室的研究人员准备了一片仅有 15 奈米厚的薄冰,接着利用短暂的雷射脉冲,极速加热一小块区域,使其转为液态过冷水,直到它很快地降温并重新结晶。
整个过程只有短短几十奈秒,不过,这个突破已经足够让我们使用红外线光谱来测量过冷水的分子结构。
结果发现,早在结晶开始的短短的几十奈秒之间,过冷水就找到了它最舒服的平衡状态;这个状态还是由两种结构不同的液体型态所组成,分为 高密度与低密度 结构,密度分别约为 09 和 11 g/cm3。
实验发现,过冷水中高密度水所占的比例,会随着温度降低逐渐减少。也就是说,过冷水能在低于摄氏零度的环境下维持液态,很有可能是两种不同密度的水比例不同所造成的。
其实,这种特殊的二元性质也能在一般常温的液态水中看到,分为四面体和非四面体结构。不过这类的现象在过冷水是首次被发现,也为水在低温时的行为提供重要的实验数据。关于水的各种理论模型,我们终于得以区分何者较接近真实。
高尔夫球杆的爷爷是一个梗,源自于网络流行语。这个梗在互联网上广泛传播,成为了一种幽默方式。它用来形容某些事物或者人物具有传承、历史悠久的特点,同时也暗示了一种夸张和荒诞的感觉。
在高尔夫运动中,高尔夫球杆是不可或缺的装备之一。它代表了高尔夫运动的基本元素和精神。而“爷爷”这个词,通常用来称呼年长的人,表达对长辈的敬意。将高尔夫球杆称为“爷爷”,就是将这个运动工具与尊敬、传统联系在一起,给人一种既幽默又庄重的感觉。
这个梗的来源可以追溯到网友们对高尔夫球杆的调侃和创造力。他们通过将高尔夫球杆与“爷爷”这个词相结合,创造出一种独特而有趣的表达方式。这种表达方式不仅展现了网友们丰富的想象力和幽默感,同时也成为了互联网文化中的一个共同符号。
除了在互联网上流行外,高尔夫球杆的爷爷也被广泛运用在各种场景中。比如,在某些娱乐节目中,主持人可能会调侃参赛选手的高尔夫球杆,称其为“爷爷”,来增加气氛和娱乐效果。这种用法不仅能引起观众的共鸣和笑点,还能更好地传达出一种轻松、愉快的情绪。
高尔夫球杆的爷爷是一个源自网络流行语的梗,用来形容具有传承、历史悠久特点的事物或者人物。它通过将高尔夫球杆与“爷爷”这个词相结合,创造了一种幽默而庄重的表达方式。这个梗不仅在互联网上广泛传播,并且被应用到各种场景中,成为一种具有共鸣和娱乐效果的文化符号。无论是在网络还是现实生活中,高尔夫球杆的爷爷都让人们感受到了一种融洽、轻松和愉快的氛围。
#教案# 导语晶莹剔透的冰,深受孩子们的喜欢。 准备了以下教案,希望对你有帮助!
冷冷的冰
活动目标:
1、对观察冰块有兴趣。
2、乐于将自己的发现告诉大家。
3、培养幼儿对事物的好奇心,乐于大胆探究和实验。
4、愿意大胆尝试,并与同伴分享自己的心得。
5、激发幼儿对科学活动的兴趣。
活动准备:
有太阳的冬天,一处有冰块的场地,粉笔。
活动过程:
一、观察冰块。
1、冰是什么颜色的?
2、鼓励幼儿用手摸摸冰块,说说有什么感觉?
3、怎样才能有冰块?
4、小结:冰是冷冷的、光滑的。很冷的田,水就会结冰。
二、寻找有冰的地方。
1、请幼儿和老师到外面去寻找有冰的地方。
2、请幼儿运冰。每人拿一块冰放在阳光下的空地上。
3、请幼儿观察阳光下的冰块。冰变成了什么?(水)
三、欣赏冰渍画。
1、请幼儿看看场地上的冰化成了什么?
2、用粉笔将冰渍勾出轮廓,请幼儿说说像什么?
冻冰花
科学目标:
1、发展动手观察力、操作能力,掌握简单的实验记录方法。
2、培养幼儿对事物的好奇心,乐于大胆探究和实验。
3、充分体验“科学就在身边”,产生在生活中发现、探索和交流的兴趣。
4、使幼儿对探索自然现象感兴趣。
5、激发幼儿对科学活动的兴趣。
材料准备:
小碗、棉线、亮光纸纸屑、水。
制作方法:
(1)在小碗中放人亮光纸纸屑,并倒满水。
(2)将棉线的一头放入小碗中,另一头露在碗外面。
(3)将小碗放入冰箱冷冻(如果是冬季,放在室外自然冷冻)。
(4)冻好后,把冰花提出来即可。
实验操作:
(1)把冻好的冰花挂在树枝或者阳台上,请幼儿一起欣赏。
(2)让幼儿到户外把冰花放在地上拉着玩,摩擦产生的热量会使冰融化,在地面上留下一条水痕。
指导建议:
●在制作和操作冰花的过程中,帮助幼儿体验水遇冷凝结成冰、冰遇热又化成水的过程。
●提醒幼儿在选择纸屑做冰花时,要选择不怕水的纸。
拓展与替代:
◆鼓励幼儿选择各种漂亮的纸或者小玩具、花瓣等材料,将它们放入碗中冻冰花;也可以让幼儿在水中加入各色颜料,看谁的冰花最漂亮;还可以让幼儿选择不同形状的容器,冻不同形状的冰花(球状、三角状等)。
◆和幼儿一起观察冬季路面结的冰、屋檐上冻出的冰凌以及雾凇,进一步感受水遇冷结冰的现象。
好玩的冰活动目标:
1感知冰透明、冰冷,光滑,能化成水等特性。
2能想办法让冰融化并大胆说出自己的方法。
3培养幼儿对事物的好奇心,乐于大胆探究和实验。
4愿意大胆尝试,并与同伴分享自己的心得。
5激发幼儿乐于探索科学实验的乐趣。
活动准备:
冰块,杯子,夹心冰块,积木、筷子、热水、盘子,毛巾,盆,PPT
活动过程:
一、第一次探索,初步感知冰的特性。
1出示冰,激发兴趣 今天老师给你们带来了好玩的东西,看看是什么?老师把冰放在后面的杯子里,请你去看一看,摸一摸,玩一玩,等一下回来告诉老师冰是怎么样的?
2幼儿探索并交流。
提问:冰是怎么样的?
3小结:原来冰看上去是透明的,摸上去凉凉的,滑滑的,玩一玩,还会变成水。
二、第二次探索,感知让冰融化的方法。
1提出要求 老师想送你们一些小礼物,可是这些礼物都藏在冰块里,你们要想个办法才能拿到礼物,想个什么办法呢,谁来说一说?你们觉得这么多的办法都能拿到礼物是吗?老师为你们准备了一些热水、木块、小棒,请你去试一试,看谁能够拿到礼物。
2尝试取物并交流 你用了什么办法拿到了礼物?你发现最后冰变得怎么样了?
3小结:刚才小朋友想出了好多办法,有的用热水泡冰块,有的用小棒搅拌,还有的用木块敲,冰块慢慢化掉了,越来越小,最后大家都成功地拿到了礼物,真开心!
三、播放PPT,了解夹心冰块制作过程。
你们知道老师是怎样把礼物放在冰块里面的?谁先来猜猜看。(幼儿猜想)还是请夹心冰块宝宝自己来告诉你们吧。(播放PPT)
四、延伸:制作夹心冰块送给爸爸妈。
特别是对于喜欢威士忌的朋友而言,一杯纯麦威士忌加上几块冰,只是看着,都是一种享受。不过,你可能会发现一件事,尽管你花费重金购买了昂贵的酒杯,可你的威士忌放在杯子里就是不如酒吧的好看,有人可能会感到困惑但并不在意,而细心的人则可能会发现其中的小秘密,问题就出在冰块上。酒吧的冰块是晶莹剔透的,如钻石一般,而你自己在家冻的冰却是一团白。
无论是威士忌,还是其它的饮料,只要在家里自行制作,卖相总是不如外面买的,原因就在于冰块。
酒吧中所使用的冰块如上图所示,而你自行制作放在饮料里的冰块如下图所示。那么,为什么人家的冰块是晶莹剔透的,而我们自己冻的冰块就是一团白呢?这团白到底是什么东西?
其实,不需要太多的科学解释,我们也可以猜得到,冰块中白色的东西显然就是杂质。杂质的成分是什么呢?那就多了,比如水中的各种微量元素、尘埃和气体等等。由此可知,要想得到晶莹剔透的冰块,就不能用普通的水,而要用纯净水。
遗憾的是,当你满怀希望使用纯净水制作了一盒冰块,结果发现还是一团白。
这是为什么呢?两个原因,其一,纯净水并不完全纯净。其二,即使纯净水中没有任何杂质,但仍然会有溶解的气体存在。冰块的冻结是有顺序的,当我们把冰盒放进冰箱,十五分钟后,我们再次将冰盒取出,就会发现冰块已经成型了,不过是外面的一层冰包裹中中间的一团水。
此时的冰块虽然是冰包水的结构,但整体上看起来就是晶莹剔透的。这是因为水的温度越高则溶解性越强,随着温度的下降和水的冻结,水中的杂质会被向内赶,于是外层的冰壳并没有白色。
此后,随着冰块内部的逐渐冻结,水中的杂质和气体没有地方去,一部分从水中析出就成为了我们所看到的一团白。
那么为什么酒吧或酒廊的冰块就晶莹剔透呢?因为他们的冰块是从专业制冰厂买来的,或者使用专业制冰机制作的。专业制冰大体如下,将水倒入模具中,模具上方有口,一根管子从上方插入水中不断搅拌以排出气体,随着时间的推移,晶莹剔透的冰块外壳就形成了,之后机器会自动对冰块中间未被冻结的水体进行不断换水。
这样做是因为冰块内部每冻结一层,杂质就会向里赶,中心剩下的水的杂质密度就会上升,马上把它们抽走换上新水,就能够保证杂质不会一直向内赶,被冻结成一团白雾。
如此反复,最终就会得到想要的冰块了,不过制冰厂制作的冰块都很大,制作完成后再进行切割。
晶莹剔透的冰块制作如此繁琐,看来我们要想自己制作这样的冰块似乎不太可能了吧?不然,有办法。首先,我们要准备一个长方形的冰块模具,越长越好,太小的冰块模具是没有办法制作的。之后,我们使用纯净水注满模具。
冰岛的钻石海滩是充满浪漫气息的特色自然景观,也是北极圈周边非常罕见的现象。火山喷出的黑色物质与冰块、石块混合,经过一系列自然反应,遨游出独特的黑色沙滩和钻石结构。
冰岛钻石沙滩简介
结古沙龙冰湖位于冰岛著名的瓦特纳冰川东南边缘的入海口。瓦特纳冰川上的巨大冰块不断崩塌,流向结古沙龙冰湖。最后,这些晶莹剔透的冰块从河口流入大西洋。然而,这些冰块并没有流到很远的地方,而是被大西洋冲到了结古镇沙龙冰湖对面的黑沙滩上。与其他海滩上沙子的来源不同,这片海滩上的黑色物质来自火山爆发。黑色沙滩上的冰块呈乳白色,但仍有一定的透明度。在夕阳的照耀下,这些冰块闪闪发光,与黑色的沙滩形成鲜明对比,就像闪亮的钻石。
钻石海滩冰岛结古沙龙冰川湖在东南出海口。由于湖水水量大,携带大量冰块,许多冰块被洋流推至黑沙滩,形成了独特的钻石沙滩景观。
钻石海滩上搁浅的冰块,就像各种形状的闪闪发光的“钻石”,美得非常纯净自然。这也是我冰岛之行最难忘最喜欢的一幕。我去过两次,第一次是在接近日落的时候,第二次是在中午。因为天气和光线的不同,展示的景色也不一样,尤其是第二天我来的时候,冰块在阳光的照射下反射出钻石的光芒。
冰岛钻石沙滩在哪?冰岛钻石沙滩在哪座城市?
地址:冰岛梅里特岛钻石头大道32953号
交通:自驾,环岛路1号旁。
门票:免费
冰岛钻石沙滩旅游注意事项
再美的风景,也要注意安全。注意海浪和冲上来的大冰块。
那时候我只关心拍照。我注意到浪上来了,正要跑回去的时候,正好身后有个冰块,我就踩在冰块上滑了一下,浪把我的鞋子都弄湿了。
此外,还要注意防风保暖。这里气温很低,风很大,一定要注意保暖,以免对身体造成伤害。
这颗钻石是在1701年,由在戈尔康达的克里斯蒂纳河畔帕特尔钻石矿干活的印度奴隶发现的,原重410克拉。这名奴隶为了把钻石带出矿山,忍痛割破自己的大腿,将钻石藏在皮肉之中,然后缠上绑带,逃出了矿区。他向一个英国船长吐露了秘密,并提出与该船长分享钻石,而条件是帮助他逃离这个国家,船长表面上答应了这个奴隶的要求,但在旅途中,船长偷走了钻石并把他扔入了茫茫的大海之中。
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