是水溫暖了冰(冷的心)使冰熔(融)化成水,還是冰寒了水(的心)使水變成又冷又硬的冰。把-5℃的冰放到0℃的水中(不考慮周圍環境的溫度),冰和水會發生哪些物理變化呢?這是一個初中物理物態變化中的經典案例,如果你能把表格中的六個問題全都獨立答對,恭喜你,說明你是一個物理思維縝密的智者,大部分人能答對三個。(表格見最後)
在給出答案之前我們先來梳理一下相關的物理知識點:1.熱傳遞的條件:有溫度差,即熱量從溫度高的物體傳給溫度低的物體或從物體的高溫部分傳給低溫部分。2.晶體的熔化特點:晶體熔化時吸收熱量,溫度保持不變。3.晶體的熔化條件:溫度達到熔點且繼續吸熱,兩個條件同時滿足才能熔化,缺一不可。4.晶體的液體凝固的特點:在凝固時放出熱量,溫度保持不變。5.晶體的液體凝固的條件:溫度達到凝固點且繼續放熱,兩個條件同時滿足才能凝固,同樣也是缺一不可。
所以在解答以上問題時關於熱量的兩個空格容易填對,關於溫度空格中冰的溫度也能填對,剩下的就不容易填對了,究其原因主要是許多同學記住了相關知識點,但遇到具體問題還是不會分析思考,不會用相關的知識解答問題,只是憑直覺或生活經驗來做出答案,比如水的溫度:因為水會放出熱量所以就覺的溫度會下降導致選擇錯誤。或者是對所學知識只知其一,不知其二,比如冰的溫度:能填對會升高,但是進一步分析冰能否熔化成水並不清楚,只是覺得冰會吸收熱量,溫度也會升高,順其自然也就能熔化成水,而對於水來說放出熱量溫度下降也就覺得能結成冰,導致分析冰和水的質量如何變化呢?就沒有辦法判斷了,只能靠蒙來選填答案。
正確的解答應該是:冰吸收熱量溫度會升高,但沒有達到冰的熔點0℃,不滿足熔化的兩個條件,所以冰不會熔化成水。水放出熱量,且溫度已達到水的凝固點0℃,滿足凝固的兩個條件,所以水會結成冰,但水在凝固的過程中溫度不變。最終答案是水的溫度不變,冰的質量增加,水的質量減少。由此看來六個答案全都填對肯定是優等生的水平,具有相當高的物理思維能力。歡迎討論,謝謝!