生活中的物理知识 水篇

生活中的物理知识水篇

在我们人类生活的地球表面上，有70%的地方由液态水覆盖着，可以说地球是个名副其实的水球。几乎所有的生命形式的主要构成成分都是水，没有水就没有生命的存在，也不会有今天有滋有味的生活。水有很多我们熟知的特性，如无色、无味、能溶解许多物质、在0℃时结冰、100℃时汽化、能吸收大量的热能、能形成晶莹的水珠等等。虽然一般人对水都比较了解，但是从物理的角度来研究水都有哪些性质。

一、水与声音的传播。

水是声音的主要传播介质，声音在水中传播速度比在空气中传播的速度快。通常情况下,声音在空气中的传播速度约为340m/s，在水中的传播速度约为1500m/s。例如：将要咬钩的鱼会被岸上的脚步声吓跑，这时鱼接收声波的途径是岸和水，声音在空气中传播速度慢、衰减快，声音在水中传播速度快、衰减慢，所以又很轻微的响声也会把鱼吓跑。

二、水与光的传播。

光在真空和光在空气中的传播速度都是3×10 8 m/s，光在水中的传播速度是光在空气中的传播速度的3/4，即×10 8 m/s。

光由空气斜射入水中时，传播方向发生偏折，产生折射现象。折射现象有：

１、鱼儿在清澈的水里面游动，可以看得很清楚。然而，沿着你看见鱼的方向去叉它，却叉不到。有经验的渔民都知道，只有瞄准鱼的下方才能把鱼叉到。

２、由于光的折射，池水看起来比实际的深度浅。所以，当你站在岸边，看见清澈见底，深不过齐腰的水时，千万不要贸然下去，以免因为对水深估计不足，惊慌失措，发生危险。

３、把一块厚玻璃放在钢笔的前面，笔杆看起来好像“错位”了，这种现象也是光的折射引起的。

三、水的密度。

大多数物质在一定压力下，随着温度的下降，其密度会上升；而水却比较特殊，在温度大于4℃时，水是遵循这一规律的，包括从气态水到液态的过程。但在低于4℃后，水的密度反而开始减小，即水在4℃时的密度最大。水的这种固态密度大于液态密度的特性在自然

界中几乎是独一无二的。在地球的大部分能结冰的地方，冬天来临时，水开始结冰，然后浮在水面上，这样将冰下方的液态水与冰上方的冷空气隔离开，从而阻止或是减缓了冰下液态水的固化，也保证了水中以液态水为生活条件的生命形式比如鱼类、水草等的存活。当第二年春天到来时，上升的气温会熔化掉浮在水面上的冰，水又重新回到流动的液态。试想一下，如果水没有这一特殊的物理性质会是什么样的结果上面的水结冰后往下沉，涌上来的水又结成冰，如此反复，最终是一条河或整个湖都变成硕大的冰疙瘩，水中的生命也就无法生存下去了。果真如此，生命形式是否还这样丰富多彩也就很难说了。

水在4℃时密度是×103kg/m3，水的固态——冰的密度是×103kg/m3。因为冰的密度比水小，冰会漂浮在水面上，其中冰的总体积的1/10露在水面上。俗话说“冰山一角”就是指漂浮在水面上的冰山只是这块冰的很小的一部分，而绝大部分是隐藏在水面以下。

四、水的物态变化。

1、冰（水）的熔点（凝固点）是0℃。

2、水汽化包括沸腾和蒸发。

①水沸腾时的温度叫做水的沸点，我们平常说“水的沸点是100℃”，那是指在一个大气压下（标准大气压）水沸腾时的温度。那么水的沸点是不是一成不变呢不是的。水的沸点是随大气压强的变化而变化的：气压增大了，沸点就升高。因为水面上的大气压力，总是要阻止水分子蒸发出来，所以气压升高的时候，水要化成水蒸气必须有更高的温度。一般在海拔不高的地面上，大气压强基本上是一个大气压。低于海平面的地方（如很深的矿井），气压高于一个大气压，在那里烧水，水的沸点要升高，据测定，深度增加一公里，水的沸点就提高3度。

相反，气压减小，沸点也就降低。如海拔越高的地方，空气越稀薄，气压也越低，这个地方水的沸点就降低了。在世界之巅的珠穆朗玛峰上烧水，只要烧到℃，水就被烧“开”了。这样的“开水”，不能把饭菜煮熟，也不能杀死某些细菌。因此，地质工作者和登山队员在高山上工作时，都要使用高压炊具——高压锅。它是利用高压下沸点升高的原理制成的。密封的锅盖使锅内的蒸气无法逸出，因此气压增大，沸点提高，饭菜就熟得快了。家用高压锅在正常使用的情况下，锅内气压是个大气压，温度一般在125℃左右。当锅内的气压过高时，锅上的安全阀就自动打开，放掉一部分蒸气，使气压降低。

②水的蒸发与凉爽的感觉。除了前面提到的对液态水加热可使其汽化之外，实际上在其他任何温度下水都可以小规模地汽化，我们把这一现象叫水的蒸发，比如一年四季晒在外面的衣服都有可能晒干，这就是因为水的蒸发的缘故。为什么在任意温度下水分子都能蒸发因为从水分子的角度来说不是每一个分子在每一个时刻都有完全相同的能量，那些由于各种原因而具有相当大能量的分子比较容易挣脱其他水分子的束缚而离开群体。从微观角度来说是少数的受束缚的水分子变成了可任意移动的水分子，从宏观角度来看就是液态水汽化了。当然在这一过程中，水是要吸热的。炎热的夏天洒一点水在手臂上或是自己体内冒出一点汗水，感觉是如此凉快，就是因为水在蒸发过程中带走了人体体表的热量。再加上水有强溶解其他物质和能流动的特点，所以再洗个澡会让人觉得身上又清洁又凉快。当然还有很多更容易蒸发的液体，如酒精，但酒精比水更贵，对老百姓来说再没有比水更方便、更便宜的散热剂了。

3、水蒸气液化。

①水蒸气液化过程是个放热过程。如：被水蒸气烫伤比被热水烫伤更严重。

②水蒸气液化现象：冬天我们呵出的白气是我们嘴里呵出的热水蒸气遇到外界的冷空气后放热液化形成的小水珠（即你所看到的白气）。而夏天冰棍周围冒的白气是空气中的水蒸气遇到冰棍附近的冷空气放热液化形成的小水珠（很多小水珠在一起悬浮在空中就形成了你看到的白气）。早晨小草叶子上的露珠是因为空气中的水蒸气遇到较冷的叶子放热液化形成的小水珠。

4、水的升华与凝华。

水的凝华现象：冬天的早晨野外的杂草和石块上的霜是因为空气中的水蒸气遇到很冷的杂草和石块凝华形成的小冰晶。类似现象的还有雾凇、窗花等。

水的升华现象：冬天洗完的衣服挂在室外会结冰，但是造成会发现衣服会被冻干，这就是升华现象。还有冬天阴影处的雪没有熔化却一天天变少，过几天还会消失，这也是升华现象。

五、水的比热容。

单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容，简称比热。水的比热容是*103焦/千克·摄氏度。常见物质中水的比热最大。