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冰块化水

2023-07-07

天天爱科学 2023年8期
关键词:冰水热传导玻璃杯

冬天里,到底是我国的北方冷,还是南方冷?这个问题看似没有什么悬念,其实不然。冷热这回事,还真是个科学问题。

如果北方和南方的温度同时处于零摄氏度,北方和南方的人们穿上同样薄厚的羽绒服御寒时,感受却是天差地别:在北方,可保持体温,抵御寒冷;在南方,则像穿上一件半湿的衣服,寒气入骨。

在相同的温度条件下,人体对冷热感觉的评价,为什么会有如此大的差异?

带着这个疑问,我们开始本次实验。通过观察冰块在冰水与空气中的融化速度,我们一起探究一下热量传递的规律。

实验材料

冰块若干、玻璃杯、盘子、温度计、冰水。

实验步骤

1. 往玻璃杯里倒入一杯冰水。

2. 往玻璃杯中投入一块冰块。

3. 往盘子中放入一块冰块。

4. 等待一段时间,看两块冰块中的哪一块先融化。

实验现象及原理

通过实验,我们可以得出如下结论:将冰块放入温度更低的冰水中,反而比让它直接暴露在温度更高的空气中,融化得更快。

之所以出现这一现象,是因为热传递的差异性。这一现象背后的原因是,空气的导热性比水差,将冰块直接放在盘子里,热量无法快速接触冰块的表面;而冰水能直接接触冰块的表面,快速传热。因此,冰水里的冰块融化得更快。

回到开头的问题,我们可以得出这样的结论:湿冷会让人觉得更寒冷。这是因为在寒冷的冬天,潮湿空气的热传导率比干燥空气要大得多。因此,空气的相对湿度越大,人体热量散发得就越快,人们就越会感觉冷。

同样的道理,由于水的热传导率较大,比起空气来说,它更利于热量的传递。因此,冰块在冰水里融化得更快。

脑洞时间

一块表面温度为3℃的鐵和一块表面温度为3℃的木头,哪个摸上去更冷?

答案是:铁。因为铁的热传导性好,会把人的体温立即传导给铁,因此人们会感觉铁块摸上去更冷。

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