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        冰塊化水

        2023-07-07 12:41:39
        天天愛科學(xué) 2023年8期
        關(guān)鍵詞:冰水熱傳導(dǎo)玻璃杯

        冬天里,到底是我國的北方冷,還是南方冷?這個問題看似沒有什么懸念,其實(shí)不然。冷熱這回事,還真是個科學(xué)問題。

        如果北方和南方的溫度同時處于零攝氏度,北方和南方的人們穿上同樣薄厚的羽絨服御寒時,感受卻是天差地別:在北方,可保持體溫,抵御寒冷;在南方,則像穿上一件半濕的衣服,寒氣入骨。

        在相同的溫度條件下,人體對冷熱感覺的評價(jià),為什么會有如此大的差異?

        帶著這個疑問,我們開始本次實(shí)驗(yàn)。通過觀察冰塊在冰水與空氣中的融化速度,我們一起探究一下熱量傳遞的規(guī)律。

        實(shí)驗(yàn)材料

        冰塊若干、玻璃杯、盤子、溫度計(jì)、冰水。

        實(shí)驗(yàn)步驟

        1. 往玻璃杯里倒入一杯冰水。

        2. 往玻璃杯中投入一塊冰塊。

        3. 往盤子中放入一塊冰塊。

        4. 等待一段時間,看兩塊冰塊中的哪一塊先融化。

        實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及原理

        通過實(shí)驗(yàn),我們可以得出如下結(jié)論:將冰塊放入溫度更低的冰水中,反而比讓它直接暴露在溫度更高的空氣中,融化得更快。

        之所以出現(xiàn)這一現(xiàn)象,是因?yàn)闊醾鬟f的差異性。這一現(xiàn)象背后的原因是,空氣的導(dǎo)熱性比水差,將冰塊直接放在盤子里,熱量無法快速接觸冰塊的表面;而冰水能直接接觸冰塊的表面,快速傳熱。因此,冰水里的冰塊融化得更快。

        回到開頭的問題,我們可以得出這樣的結(jié)論:濕冷會讓人覺得更寒冷。這是因?yàn)樵诤涞亩?,潮濕空氣的熱傳?dǎo)率比干燥空氣要大得多。因此,空氣的相對濕度越大,人體熱量散發(fā)得就越快,人們就越會感覺冷。

        同樣的道理,由于水的熱傳導(dǎo)率較大,比起空氣來說,它更利于熱量的傳遞。因此,冰塊在冰水里融化得更快。

        腦洞時間

        一塊表面溫度為3℃的鐵和一塊表面溫度為3℃的木頭,哪個摸上去更冷?

        答案是:鐵。因?yàn)殍F的熱傳導(dǎo)性好,會把人的體溫立即傳導(dǎo)給鐵,因此人們會感覺鐵塊摸上去更冷。

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