电冰箱制冰的几个实验

　　（1）在制冰的金属盘（一种矩形的金属浅盘）中倒适量水，放入冷冻室中，过一段时间水就凝结成冰块。怎样能把冰块方便地从金属盘中取出呢？用小刀沿金属壁撬会损坏金属盘，你有什么好办法？有人把金属盘从冷冻室取出，在空气中放一会，待冰块沿金属盘底熔化一层后，倒出冰块；有人把金属盘倒过来，用冷水冲一下盘底（如图2．5－3），片刻，即取出冰块。你认为哪一种方法好。为什么？

　　（2）取2只小纸杯，倒入等量的水，一只杯中放一小勺糖，另一只杯中放一小勺盐，放入冷冻室，待凝结以后取出，看哪一个先熔化？熔化时的温度是否相同？

　　（3）取2只小纸杯，一只里放热水，一只里放等量的冷水，一同放入冷冻室内，看看哪一个杯子里的水先凝结成冰块。也许你认为冷水自然应当先凝结成冰，实验的结果未必如此。住在加拿大和冰岛这类寒冷地区的居民，都知道放在户外的热水凝结得更快。这已是他们的生活常识。你如果不相信，试一试吧！

　　关于这种“意外”现象的解释是比较复杂的。热水表面汽化比冷水表面要强烈，从而使热水散失较多的汽化热，这只是一个因素；热水上层与底层的温度差比较大，上层温度较高，通过表面散发的热量也较大，这是热水冷却较快的另一个因素。

　　（4）过冷却水的实验

　　液态水的温度冷却到冰点以下而不冻结的现象称为过冷却。通常我们不容易见到过冷却的水，然而在自然界、特别是在大气中并不是不常存在，例如，在云中就常常含有过冷却的水滴，它常与冰晶并存，对导致降雨和形成雪花、冰雹、冻雨起重要的作用。为了使你了解这种过冷却水的性质，提供给你一种制取过冷却水的简便方法。

　　找一个容积约500厘米³的广口瓶，装以三分之二深度的碎冰，再加水，使水面略低于冰面1－2厘米，放入20克左右的食 盐。并稍加搅拌，然后把装有20毫升自来水的一个干净的试管（或小烧杯）放入盐水和冰的混合体内，使试管中的水面在外面容器的液面以下（如图2．5－4），试管中的水温逐渐降低。用水银温度计插入试管内水中，每隔2分钟读一次温度。把测量结果记录在表格中。如果你的实验顺利的话，你可看到水温降到0℃以下仍保持液态。（如果首次实验不能得到过冷却水，可以把试管中的水倒干净，务必不留一点水滴，再装入新的水，重新制取，第二次基本上可以成功。）

　　当水冷却到零下若干摄氏度（如－5℃），后小心地把试管从容器的混合液中取出，然后把一小片碎冰投入到过冷却水中，仔细观察，你就能够看到许多非常薄的，扁平的冰晶从种子冰向许多方向朝外生长。开始生长比较快，以后就慢下来，最后停止生长。在这个过程中，继续观察温度计，你会发现冰冻时，水样的温度急剧增高，达到零摄氏度后就稳定下来。请根据记录的温度画出水样冷却、过冷却和凝结过程中的温度——时间图线，并思考下列问题：

　　试管中的过冷却水为什么在凝结时温度急剧上升？

　　为什么温度达到零摄氏度就稳定下来？

　　如果没有碎冰块触发，水样将会过冷却到什么样的程度？如果用其他杂质（粉笔灰等）也能触发凝结吗？请试一试。

 

选自：《高中物理课外实验》