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反常膨胀

拼音:fǎn cháng péng zhàng

 

反常膨胀 -反常膨胀

一般物质由于温度影响,其体积为热胀冷缩。但也有少数热缩冷胀的物质,如水、锑、铋、液态铁等,在某种条件下恰好与上面的情况相反。

 

反常膨胀 -实验证明

对0℃的水加热到4℃时,其体积不但不增大,反而缩小。当水的温度高于4℃时,它的体积才会随着温度的升高而膨胀。因此,水在4℃时的体积最小,密度最大。湖泊里水的表面,当冬季气温下降时,若水温在4℃以上时,上层的水冷却,体积缩小,密度变大,于是下沉到底部,而下层的暖水就升到上层来。这样,上层的冷水跟下层的暖水不断地交换位置,整个的水温逐渐降低。这种热的对流现象只能进行到所有水的温度都达到4℃时为止。当水温降到4℃以下时,上层的水反而膨胀,密度减小,于是冷水层的停留在上面继续冷却,一直到温度下降到0℃时,上面的冷水层结成了冰为止。以上阶段热的交换主要形式是对流。当冰封水面之后,水的冷却就完全依靠水的热传导方式来进行热传递。由于水的导热性能很差,因此湖底的水温仍保持在4℃左右。这种水的反常膨胀特性,保证了水中的动植物,能在寒冷季节内生存下来。这里还应注意到,冰在冷却时与一般物质相同,也是缩小的。受热则膨胀,只有在0℃到4℃的范围内的水才显示出反常膨胀的现象来。

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