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水的热缩冷涨,让生命得以产生
发布时间: 2022/9/26 14:11:49

水的热缩冷胀让生命得以产生

学过《物理》的人都知道,物体一般都有热胀冷缩的特性。从冰箱里取出来冰冻的啤酒,发现冻块沉在下面;食用油低温下“冰冻”了也积在下面;夏天的电线下垂了,就是受热膨胀了;水泥地面要切割或预留出伸缩缝,是为了防止受热膨胀胀坏路面;大型的楼房或桥梁要设伸缩带,防止热胀冷缩的损坏;铁轨之间要留下一些缝隙,也是为了防止热胀冷缩导致的错位;筑造建筑物的混凝土要用颗粒较大的砂子,不能用细砂和中砂,就是因为大砂的膨胀系数与钢筋水泥接近,防止热胀冷缩时发生脱离崩裂。

还有,因为空气的热胀冷缩,热空气上升,冷空气下降,地球上就有了风,随之才有了降雨。地球之水得以循环才有了生机和活力的世界。因为水有热胀冷缩的特性,所以我们用锅做饭时,锅底的水烧热后上升,上面的冷水下降,这样循环下来,整锅水得以快速沸腾。没有水的热胀冷缩,我们必须一边加热,一边不停地搅拌,否则下层水沸腾了,上层的水还是冰凉的。

但是,水不仅有热胀冷缩的特性,还有热缩冷胀的反常膨胀。就是水在0℃—4℃时热缩冷胀,仅此一点,让地球上得以产生生命。

冬天,由于太阳斜射,地球上气温下降,海洋中的水温也从表面开始下降。如果水还是固守热胀冷缩的特性,降温后的水会很快沉到水底堆积起来。海洋表面的水不断降温结冰下沉,直至把整个海洋全部冰冻起来。这样,地球就变成一个大冰球。而生物的演化是从低级到高级,从水生到陆生的。假如地球上没有水全是冰,单细胞生物也难以生存和繁殖,更难以实现从低等到高等、从水生到陆生的进化,直至产生人类。

正因为水的这种反常膨胀,凝固成的冰会浮在水面上,浮冰一层层加厚,厚冰对于下面的水具有保温作用。这些冰下的水,由于0-4℃的热缩冷胀,所以紧挨冰的水层温度是0℃,向下是1℃的,再向下是2℃的,依次升高,最下层的水是4℃的水。这样,水中的动物就生活在下层的4℃的水中,得以维持生命度过寒冬。否则,冰的体积变小密度变大,会向下落,把水中的动植物一层层压在水底,永远不得翻身。

大自然真的很奇妙!真的很伟大!值得人类永无止境地去探索!


(来源:科普中国)

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