白雪化水究如何?温雪融水探究竟!
白雪化水究如何:
岁末再飘雪,大地又银装。
继喜庆2013年元旦假期的第一场雪,在喜迎农历新年之际,又一次享受瑞雪飘舞、银装素裹的美景。想起上次雪后看到的关于石家庄市盛世长安小学的几名同学在科学老师的指导下,展开的《白雪融化变“墨汁”》那个“触目惊心”的报道(长城网报道链接:http://report.hebei.com.cn/system/2013/01/31/012493585.shtml),看着窗外纷飞的白雪,敲键盘,百度“雪水”,找到相关结果约8,730,000个。原来围绕雪水的研究与讨论,自古有之:古代经典药书《本草纲目》介绍雪水是一味“天赐良药”,能解毒治瘟;更有雅士烹新雪,煮香茗之典故;现代有研究认为《雪水浇花花更艳》;时尚美容界推荐雪水洗脸,永葆青春……看来医药保健、美容休闲、种植养殖等各个社会生活领域,均有围绕雪水的尝试与实践,众说纷纭不作转述。
——雪水很脏?雪水很好?
——何以知之?实践为上!
温雪融水探究竟:
催小女,采样本,温雪融水探究竟,过程介绍如下:
1、采集雪样:洗净双手及盛雪容器,于房前屋后未受破坏的厚雪处,先刮去积雪表层,捞取不沾底面干净的中层白雪装进容器。这次收集雪样三份,1号样本用自带密封条的透明塑料白糖袋,装满蓬松白雪后扣紧密封条;2号样本用罐装山核桃的单层塑料瓶,瓶内雪样用手指压实;3号样本用夹层玻璃保温茶杯,瓶内雪样用手指压实。
2、温水融雪:将采集的白雪样本置于小盆,然后加热水浸泡,用热水热量融雪化水,注意塑袋封口与瓶口不进热水。其中2号样本瓶体较轻,产生上浮不稳的情况,则在瓶口倒扣瓷碗,以加重压稳。
3、初观水质:约5分钟,一号塑料袋装的雪样完全化水,隔袋观察,水质无色透明;约40分钟,2号单层塑料瓶内雪样完全化水,隔瓶观察,水质无色透明;经120分钟,换了3次热水,3号夹层玻璃茶杯内的雪样完全化水,经瓶口下视,水质无色透明。
4、细察沉淀:为了更细致清楚地观察白雪所融之水的情况,我们将雪水倒进事先准备好的,洁净的白色瓷碗,经几分钟的沉淀,碗底可见少量黑色颗粒物,水里也有几丝纤维状悬浮物,然而水质清冽,无色、无味、透明度堪比本地商品自来水,我们的实验雪样取自杭州西郊小山村,看来本地空气质量颇佳。
5、两地对比:将我们的实验结果与长城网介绍的石家庄小学生试验情况对比,白雪融水在颜色,内含不可蒸发的杂质等方面存在明显的差异,差异存在的原因不详。根据文字介绍和图片分析,石家庄实验采集雪样156克,烧杯中黑色液量大约为150ml,杯中液体可能并没有经过大量的蒸发,此时的杂质浓度应该尚未因加热蒸发而提高。
实践之中多收获:
本实验为寒假期间与小女一起,采用家庭日常用具实施,受器材限制,没有准确计量样本量,也没有通过进一步的蒸发测得雪中残留物的量,只是采用550lm的矿泉水瓶倒水进碗相比较与估算,这次3个样本的融雪之水大致相等,总量约为500ml,估计蒸发后残留物应该很微量。
日常用具做实验,有局限性也具开放性。小学生学习活用身边日常用品,动脑筋,想办法,能在家里过一把实验的瘾,同时还能体会到困难总是办法多,动手实验并不难。这有多好!
通过这一组实验中,除了观察雪水的特征之外,还蕴藏着小学科学的一些知识点。通过仔细观察和思考,小女在实验过程中复习了以下科学概念:
1、关于热传导:
物体的厚薄,接触面的大小,雪花的松紧等因素与传热速度有关。塑料袋比较薄、与温水的接触面比较大,雪花疏松,融化快(5分钟);塑料瓶比较厚、与温水的接触面比较小,雪花压紧,融化慢(40分钟),虽然实验中多个变量同时影响着实验结果,并非严格意义上的对比实验,但对比明显,体会还是比较深刻的。
真空夹层杯具有隔热功能,既能减少杯中热茶热量外传,延长杯里茶水热乎的时间,也能减少杯外热量往杯里传导,保持杯里冷饮(雪团)保持更长时间的低温(不带盖2小时才化完)。
热从温度较高的部位传向温度较低的部位。我们课堂上观察热的传递方向时,通常用到蜡、变温油墨等材料,实事上塑料袋里的松散白雪融化过程中,也能很好地观察雪融化的过程,从而看到热量前进的脚步;杯中压实的雪慢慢地矮下去,周边贴壁部位先融化,慢慢形成一个小圆柱,最后柱心融化,这一过程同样慢镜头显示了热传播的方向。
2、关于沉浮:
实验中使用热水加热。装了雪的塑料袋始终浮在水面;装了雪的玻璃茶杯始终沉在水底;而装了雪的塑料瓶则在热水加到一定高度后上浮了,通过顶部倒扣瓷碗加大重力克服了浮力的影响。
3、关于空气的热涨冷缩现象比固体和液体更明显:
装了雪的塑料袋放进热水盆后,会出现迅速膨胀的现象,因为密封塑料袋内的空气受热膨胀,体积迅速变大,在离水后逐步缩小,恢复原状。
4、关于多空隙物体对水的吸收现象:
实验中,瓶内压实的雪球部分溶化后,小女发现瓶底并没有积水出现,这部分融化的雪水去了哪里?经过观察,是被尚未融化的白雪吸收了,雪水填满了雪球中的空隙,而吸收了水量的雪,颜色就会更深了一些。
5、关于雨露的形成:
实验中,因为2号塑料瓶倒扣了瓷碗,热水盆里的水蒸气在上升的过程中,遇到温度较低的瓷碗,凝结成小水珠,小水珠逐步变大,顺着弧形的瓷碗内壁下滑,在下滑的过程中不断相遇结合,变成大水滴挂在碗口,然后掉落,这正是雨的形成;部分水蒸气遇到比较冷的瓶壁,凝结成小水滴布满瓶壁,这就是露的形成。
雪水很脏?雪水很好?
小女说:就像《小马过河》。小马过河后的体会:河水既不像松鼠说得那样深,也不像老牛说得那样浅。
由于近几十年来大气污染,部分工业污染较重的地区,降雪中含有的有毒有害物质含量增多,雪水不仅不宜用于养生之道,一旦误用还有一定的风险,因此,雪水虽好,还需采之有道。
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