水是一种神奇的物质。地球有三分之二以上的面积都覆盖了水。地球上所有生物都靠水才能生存。下面的实验将帮助你认识水的各种神奇的特性。你可以清楚地看到水的表面张力,明白大船为什么可以浮在水面上,了解一些物质与水混合后为什么会消失。你还可以明白水力发电厂,如何用水使发电机运转产生电力。不过,液态的水只是水存在的三种状态之一。如果水冷却到摄氏0℃,水会冰冻变成固体,也就是冰;如果加热到摄氏100℃,水会沸腾并消失在空气中,变成气体,也就是水蒸气。
雨水为什么会消失?
下雨的时候,水从天上落下来,聚集在地面上的洼地,不过雨停之后,太阳又普照大地,洼地被晒干了,雨水也不见了。雨水到哪里去了呢?太阳的热量使这些雨水变成气体上升到空气中。这个过程叫做蒸发。而那些气体叫做水蒸气。
热带国家的人们都把水果放在室外太阳下曝晒。水果中的水分会慢慢变成水蒸气.
蒸发到空中。水果经过这样的处理后,比较容易保存。
观察蒸发现象
材料:两个罐子(形状和大小相同》、锡箔纸、一支标示笔。
1.在两个罐子里各装上一半的水,确定两边的水面一样高,然后在罐子外面标出水面。
2.在一个罐子口盖上一张锡箔纸。
3.把两个罐子放在温暖的地方两、三天。然后检查一下两个罐子的水面,哪个罐子里的 水变少了?
热使这两个罐子里的水变成水蒸气,但锡箔纸盖着的那个罐子,水蒸气无法升到空中,所以罐里的水平线会比较高。
水在有阳光而且温暖的地方蒸发得最快。风会吹走从布面上蒸发的水汽,使布变干的速度加快。把布打开也可以加快布变干的速度,因为水汽可以从整个布面上蒸发。所以晒东西最好是在温暖、有风的天气里,而且把衣物晾开会干得更快。
进一步实验比较不同的物品;例如,人造的布料和天然的布料。把它们放到同一个地方,看看哪一种布料先干。
水蒸气永远会留在空气中吗? 水蒸气不会永远留在空气中,有时它会变成水,这叫做凝结。通常只有在空气变冷的时候才会出现这种情况。冷空气所能容纳的水蒸气比热空气少,所以冷空气中的一些水蒸气会凝结成很小的水珠。像飞机做高空飞行时尾翼拖着的白线.就是水蒸气凝结的结果让水出现
把一杯水放入冰箱一小时左右,让水变得很冰。然后把这杯水拿出来,不久就会在杯壁上看到凝结的水珠。
蒸汽是什么?
从沸水壶里散发出去的蒸气和外面的冷空气相遇,形成了蒸汽。蒸气凝结成很小的水珠而且聚积起来,形成你能看到雾状蒸汽。
为什么会下雨?
太阳的热量使海洋、河流和湖泊里的水蒸发成水蒸气上升到空气里。在高空中空气太冷,不能再容纳所有的水蒸气。此时水蒸气在寒冷的高空结成小水滴,然后开始形成云。云中的小水滴越聚越多、越来越重,终于无法继续悬在空中,于是掉落到地面,这就是雨。
仔细看看这三种云最常见的形状。毛毛的堆云表示天气晴朗,不过不久之后可能会形成灰色、巨大的暴风雨云层。层云会带来雨和雪。卷云是由冰晶形成的,通常都悬浮在很高的空中。
想测量你所在地区的降雨量,你只要准备一个透明的塑料瓶和一把尺。把瓶子的上半部切下来,倒插在瓶子的下半部做成一个漏斗。用尺在瓶壁上画一个度量表。 把雨量器放在露天的地方,不要放在树下,否则,树上的雨水可能会滴到雨量器里。把雨量器固定在地面上,不要让风吹到,以免雨量器被风吹倒,或是让风把雨滴从漏斗上吹走。 记录每天的降雨量,然后画出雨量图。记住每天面完雨量图后要把瓶中的雨水倒干净。
冰是从哪里来的?
水是一种神奇的物质,因为它能以三种不同的形态出现--液态。气态(水蒸气)和固态(冰)。固态的水可以用两种方法制造。第一种方法是把液态水的温度降到摄氏0--水的冰点,这样就可以形成冰块。第二种办法是把水蒸气冰冻起来;冷冻库里所结成的霜就是这样形成的。
冬天时,找一找冰冻的水会形成哪些不同的形状和样式。水蒸气冰冻时会形成雪花。水蒸气慢慢结成冰时,冰冷的玻璃窗上会形成各种冰的结晶。
冬天里,滴水形成冰柱。水坑、木桶、水盆、池塘前表面会结一层冰。
收集一些雪花放在冰过的一块黑布或卡片上--这样可以防止雪花融化。用一个放大镜仔细观察这些雪花,你会发现每片雪花都不一样.不过都有六个边。
冰块需要空间
把一块冰放入一个装满水的玻璃杯里,你想在冰块融化后会出现什么情况?杯里的水会溢出来吗?
冰块融化后,玻璃杯里的水平面不会有变化;这是因为冰化成水所占的空间,比冰块所占的空间小。
材料:一个用玻璃或厚塑料做成的小瓶子,大小和装食用色素的瓶子差不多。
1.把瓶子加满水,然后用锡箔纸做一个不太紧的盖子盖好。把瓶子放进冷冻库,等到水都结成硬硬的冰之后再拿出来。
2.当你再看这个瓶子时,你会发现瓶里的冰已经把瓶盖推出来了。
怎么会这样
冰占的空间比冷冻前的水多。这也就是冬天水管会破裂的原因。因为管中的水冷冻后体积会增大,而使管子连接的地方爆开或是使管子破裂。
让水往上流
材料:大水盆和塑料软管。
把两个水盆一个放在低一点的地方,另一个放得高一点。把高处的水盆装一些水。用手指堵住软管的一端,然后把软管灌满水。把用手指堵着的那一边软管放到比较高的那盆水里,手指不要放开,再把软管的另一边放到空的水盆里。当你把手指移开时,你会看到高处水盆里的水沿着水管向上流,再流到低处的水盆中。
怎么会这样
在这个实验中塑料软管变成了吸管。它有这种效果是因为空气向在高处水盆里的水面施加压力,迫使水顺着软管向上流。
不可思议的吸管
用吸管吸一些水,然后马上用手指按住吸管的顶端,再把吸管拿出来--垂直拿着,你会发现水都不会流出来唉, 如果把按住吸管口的手指移开,水就会流出来。这是因为空气从上面的管口进入,给管里的水一个向下的压力,迫使水流出吸管。 如何控制水流的速度?
水往下流的速度是受到地心引力和地形的影响。但如果向水施加压力,水会流得比较快。
救火的时候,消防队就是利用高压下的水。水从水管中像急流一样喷出来,所以大量的水可以迅速地喷到着火的地方。
几千年前,中国人和埃及人就会利用流水计算时间。你自己也可以做一个类似的水钟。
材料:一把长只、两个完全相同的度量盒子或是两个纸杯、坚固的胶带、小铁钉、制作模
型的黏土。
1在一个杯子底部中间用钉子钻一个小孔,然后在另一个杯子里面标上刻度。
2用胶带把两个杯子固定在尺上。把标有刻度的杯子放在下面。再用黏土把尺的下面部分黏紧,让尺能够垂直立着。
3用手指盖住上面杯子的小孔,再把杆子装满水。然后把手移开,计算水流到下面杯子各个刻度所需要的时间。你能够制作出一个可以精确地测出一分钟时间的钟吗?
水的力量
把水挤压到一个较小的空间或增加水的深度使水产生压力,这样水可以流得快一点。
找一个空的洗洁精瓶子。拿下盖子,在瓶里装满水。再把盖子盖好。把瓶子拿到浴室或室外。先轻轻地挤压瓶子,然后再用力挤。当你把水压到一个比较小的空间时,水会流得比较快。 现在把瓶子里的水倒光,然后在瓶子边钻三个小孔。先用手指堵住这三个小孔,在瓶子里装满水。然后把手指移开,看看哪个孔喷出来的水射得最远。
瓶子下面的水承受了上面所有水的压力,所以最下面的孔射出的水最远,上面两个孔的水射得比较近。
什么是表面张力?
仔细观察雨滴或是从水龙头上滴下的水珠。它们是什么形状呢?你会发现最小的水珠几乎是标准的球形。这是因为水的表面被表面张力的强大拉力聚拢在一块,而使得水看上去好像周围有一层薄而又有弹性的"表皮"。
使水弯曲
把一个茶杯或玻璃杯小心地装满水,一直装到杯口边缘为止。接着你就能看到表面张力怎样把水的表层吸引到一起,而使在杯口上的水呈现弯曲的幅度。
找些干的刷子--小画刷和修面刷都很好。先看看刷毛的形状。然后把刷子插入水中,你会看到刷毛的毛尖处聚成一点。因为表面张力的力量很大,足以把水和刷毛聚拢在一起。
在水上行走的动物
有些昆虫(如池塘上的水蚊)可以在水面上行走。这是因为池水表层坚固得足以 支撑它们的体重。池水的表层有点弯,会在水蚊脚的四周形成小凹槽,不过,水的表层并没有塌下来。另个在水面上,它们会把长脚伸展开来,使压在水面上的体重分散。
沿着细绳倒水
从