内容正文:
3.2熔化和凝固(为什么撒盐可以加快冰雪熔化)
学习了《熔化和凝固》后,同学们一定遇到过下面的问题:寒冷的冬天路面上的雪久积不化,影响交通.如果往积雪上撒盐,可以加快雪的熔化.其主要原因是( )
A.盐能向雪传热,从而加快雪的熔化
B.盐能降低雪的熔点,可以使雪在0℃以下熔化
C.盐能提高雪的熔点,可以使雪在0℃以下熔化
D.盐渗入雪后,能提高吸收太阳热辐射的本领,从而加快雪的熔化
为什么撒盐可以加快冰雪熔化呢?我们都知道,水的凝固点是0℃,而形成盐水以后,冰雪的凝固点会下降到0℃以下。这是因为盐水的凝固点比水的凝固点低,实验表明,如果食盐溶液里含有20%的盐分,它的冰点(凝固点)就会降低到-16℃。其实雪是在不断融化和凝固的,只不过二者速度相等,所以始终保持固态!由于盐水的凝固点比水要低,撒上盐以后,降低了雪的熔点,使雪在较低的温度下(0℃以下)也能熔化成水,同时,熔化后的水中含有盐水,这时的水的凝固点较低,因此就凝固不了了!这样雪就会不断融化,而不能再凝固回去,所以就越来越少了。利用盐冰点低的特性,在寒冬,可用盐防止公路路面、机场跑道结冰。所以此题的答案是B。
【典例跟踪1】某综合实践活动小组在制作一个医用冷藏盒时,不知道给药品降温用冰好,还是用盐水结成的冰好,他们动手测量了盐水的凝固点。
(1)小明和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图象如图所示,则小明所测盐水的凝固点是________℃。
(2)他们发现所测盐水凝固点并不相同,于是对比了双方实验过程,发现烧杯中装水都是200 mL,小明加了1汤匙的盐,而小红加了3汤匙的盐,由此作出猜想:盐水的凝固点与盐水的浓度有关。接着多次实验得出不同浓度盐水的凝固点,数据记录如下表:
分析表格中数据可知,当盐水浓度增大时,其凝固点____________。
(3)小明由表格数据得到盐水浓度为21%时凝固点最低,其值为-18 ℃,你认为他的判断准确吗?________(填“准确”或“不准确”),你判断的理由是_________。
(4)你认为给冷藏盒中药品降温最好选用________________。(填“冰”或“适当浓度盐水结成的冰”).
【答案】(1)-4;(2)先降低后升高;(3)不准确,没有进一步探究21%附近浓度的盐水凝固点;(4)适当浓度盐水结成的冰。
【解析】(1)分析图象可知,小明所测盐水在−4℃凝固,则该盐水的凝固点是−4℃;(2)从表格中的数据可看出,盐水的浓度一直在变大,而盐水的凝固点是先降低后又升高。(3)从表格中的数据可看出,盐水浓度为21%时凝固点最低,其值为−18℃,盐水浓度在21%到24%之间还有22%、23%或者是22.5%根据第(3)问的趋势看,都有可能在以上盐水浓度时盐水的凝固点比零下18摄氏度还低然后再升到浓度是24%的零下17摄氏度,所以他的判断不准确;(4)药品要求在0℃以下存放,要求所选物质的熔点在0℃以下,冰的熔点是0℃,盐冰的熔点低于0℃,所以冷藏盒中应使用盐水冰块。
【典例跟踪2】小明猜想,水中加入别的物质后,一定会对水的凝固点产生影响,为了验证这一猜想,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。每隔一定时间,小明就观察盐水状态、测出温度,并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图象如图甲所示。
(1)从图象中可以看出盐水从第_____分钟开始凝固,凝固过程用了_____分钟。
(2)从图象中得到晶体的液态物质在凝固时的温度将_______。(填“变大”“变小”或 “不变”)
(3)盐水的凝固点为_____℃。实验验证了小明的猜想,因为与水相比,凝固点变______了(选填“高”或“低”)。
(4)如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中如图乙所示,试管中的冰水混合物中的冰会____(选填“变多”、“变少”或“不变”)。
答案:(1)10;10;(2)不变;(3) -2℃;低;(4) 变多。
【解析】(1)盐水温度不变的过程即为凝固过程,从图像可知,盐水从第10分钟开始凝固,到第20分钟凝固完毕,凝固过程用时10分钟;(2)晶体凝固时放热,但温度保持不变;(3)盐水凝固时保持-2℃不变,所以盐水的凝固点是-2℃,低于水的凝固点;(4)正在熔化的盐冰水混合物的温度为-2℃,冰水混合物(温度为0℃)放在-2℃的环境中,水会放热凝固成冰,所以冰增多。
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