甲、乙两只完全相同的容器内,盛有质量完全相等的水.其中甲容器内的水温为80℃以上,乙容器内的水温在10℃左右.现将两只盛水容器同时放入温度略低于0℃的恒温箱内.关于两只容器内的水完全结成冰所需时间的先后,下列说法中正确的是( )
A. 乙比甲先完成结冰
B. 甲比乙先完成结冰
C. 甲、乙同时完成结冰
D. 以上三种情况都有可能
人气:308 ℃ 时间:2020-06-15 08:43:47
解答
(1)盛有初温10℃冷水的杯,结冰要很长时间,因为水和玻璃都是热传导不良的材料,液体内部的热量很难依靠传导而有效地传递到表面.杯子里的水由于温度下降,体积膨胀,密度变小,集结在表面.所以水在表面处最先结冰,其次是向底部和四周延伸,进而形成了一个密闭的“冰壳”.这时,内层的水与外界的空气隔绝,只能依靠传导和辐射来散热,所以冷却的速率很小,阻止或延缓了继续下降的正常进行.另外由于水结冰时体积要膨胀,已经形成的“冰壳”也对进一步结冰起着某种约束或抑制作用.
(2)盛有初温80℃热水的杯,冷冻的时间相对来说要少得多,看到的现象是表面的冰层总不能连成冰盖,看不到“冰壳”形成的现象,只是沿冰水的界面向液体内生长出针状的冰晶(在初温低于12℃时,看不到这种现象).随着时间的流逝,冰晶由细变粗,这是因为初温高的热水,上层水冷却后密度变大向下流动,形成了液体内部的对流,使水分子围绕着各自的“结晶中心”结成冰.
故选B.
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