生活中的物理知识 水篇

1、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0C 时结冰、100C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

2、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3X108 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X 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

3、，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4C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4C后，水的密度反而开始减小，即水 在4C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

4、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4C时密度是x103kg/m3，水的固态冰的密度是 x103kg/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

5、隐藏在水面以下。四、水的物态变化。1、冰（水）的熔点（凝固点）是0C。2、水汽化包括沸腾和蒸发。水沸腾时的温度叫做水的沸点，我们平常说“水的沸点是 100C”，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

6、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C，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，都要使用高压炊具一一高压锅。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125C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。水的蒸发与凉爽的感觉。除了前面提到的对液态水加热可

7、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

8、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。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。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

9、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 有雾淞、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 一夭夭变少，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1C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。这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。 水的这个特征对气候的影响很大。在受太阳照射条件相同时，白天沿 海地区比内陆地区

10、温升慢，夜晚沿海地区温度降低也少。所以一天之 中，沿海地区温度变化小，内陆地区温度变化大。在一年之中，夏季 内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。水比热大的特点，在生产、生活中也经常利用。如汽车发动机、 发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。冬 季也常用热水取暖。六、水与机械能。流动的水有动能，地势高的水有势能。以具有势能或动能的水冲水轮机，水轮机即开始转动，若我们将 发电机连接到水轮机，则发电机即可开始发电。水力发电在某种意义 上讲是水的势能转变成机械能，再转变成电能的过程。2006年5月，全长2309米的三峡大坝全线建成，全线浇筑达到 设计高程海拔185米，是世界上规模最大的混凝土重力坝。三峡工程 是迄今世界上综合效益最大的水利枢纽，在发挥巨大的防洪效益和航 运效益外，其1820万千瓦的装机容量和847亿千瓦时的年发电量均 居世界第一，三峡大坝荣获中国世界纪录协会世界最大的水利枢纽工 程世界纪录。七、水的导电性能。纯净的水是不导电的，但是日常生活中的水能够导电，原因是日 常中的水不是纯净水，它里面含有很多杂质，形