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破解魔术中“点水成冰”的秘密

破解魔术中“点水成冰”的秘密
2019年03月21日 09:31 新浪网 作者
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  我们都知道,水只有在零度继续散失热量才会结冰,而冰块拿到室温下不久也会融化。为什么在这个实验中,在室温下点水就能瞬间结“冰”,倒水就能迅速堆成“冰山”,而且“冰”还不易融化呢?

  这里面到底蕴含着什么科学原理?

  带着这个疑问,和大鱼老师一起动手实现这个实验,探索点水成“冰”、滴水成“山”的科学秘密吧!

  材料准备

  醋酸钠晶体x1/醋酸钠过饱和溶液x2

  开始实验

  我们买来的醋酸钠晶体和醋酸钠过饱和溶液(可网购也可自己配制)中,醋酸钠过饱和溶液很大可能已经变成了固体。

  没关系!重复下面的步骤即可把固体变成溶液。1、烧一壶开水倒入杯中;2、把包装好的固体醋酸钠结晶放入杯中开水里;3、浸泡直到固体完全溶解成液体。

  在另一个杯中倒入冷水,把从开水杯中拿出来的醋酸钠溶液在冷水中浸泡至常温,这样就变成了可以实验的醋酸钠过饱和溶液啦。

  用清洗过后的剪刀(无杂质)把醋酸钠过饱和溶液的袋子从顶部剪开,用玻璃棒、木棒或手指等沾一点醋酸钠晶体,把粘着的醋酸钠晶体轻轻放入醋酸钠过饱和溶液中。

  看!!!

  发生了什么?

  晶体在接触液面的一瞬间,溶液就像是开花一样迅速就结成了雪白的“冰块”,结“冰”的瞬间真是太美丽了。而且刚结成的冰摸上去竟然是热乎乎的,太神奇了,这就是传说中的热冰吗?

  洗一下手,把醋酸钠结晶袋子卷起来用燕尾夹夹住密封,重复开始的步骤就可以把固体结晶,再次变成过饱和溶液重复进行实验啦。

  下面我们来进行下一个滴水成山的实验。

  用热水将盘子清洗干净去除杂质,把常温的醋酸钠过饱和溶液倒入盘子中,手打开袋子时候要先洗下手,这一步要小心操作,防止过饱和溶液在袋中结晶。

  用玻璃棒沾一点醋酸钠晶体,把玻璃棒放在溶液中心位置。

  看!!!

  溶液中心瞬间就开出了一朵美丽的冰花,剪开另一袋醋酸钠过饱和溶液,一滴一滴倒在盘子里的冰花上。

  看!!!

  溶液倒下去的的瞬间就堆成了雪白的冰山,把溶液倒完,一座美丽迷你冰山就形成了。

  我们还可以把冰山装回两个小袋子里,用燕尾夹夹住密封。

  看!!!

  又变成了:醋酸钠晶体x1,醋酸钠固体结晶x2。材料包又回来啦!

  重复开始的步骤,就可以做醋酸钠结晶变成过饱和溶液继续实验,所以这是一个可以无限循环的实验哦。

  实验原理

  原来“点水成冰”实验,点的不是“纯水”而是和水看起来一样的醋酸钠过饱和溶液。醋酸钠结晶遇到高温就溶解成过饱和溶液,冷却至常温后,会变得非常“调皮”(不稳定),只要往里加入少量晶体,平衡状态就被打破,过多的溶质就被析出,仿佛结冰一样。同时,也释放大量热量。因此,我们又称它为“热冰”。我们常用的暖手宝就是用这个原理制作的哦。

  由于醋酸钠过饱和溶液看起来就像是水一样,这个实验也常被用于表演魔术。但是通过今天的实验,我们发现原来这里面不过是蕴藏着一个简单的科学原理。你学会这个实验,并理解其中的科学原理了吗?

  希望通过这个实验能够让同学们爱上神奇的物质科学。这次实验看似简单其实还是有一定的操作难度的,操作不当随时可能会导致过饱和溶液过早结晶,导致实验失败,不过没关系,可以重头再来。所以这个实验也比较锻炼你们的细心和耐心。但是当冰花绽放的瞬间,你的内心一定和我一样,充满了喜悦和成就感。

  ●大鱼实验室●

  每周一个小实验,带娃玩成科学家

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