Question

13．閱讀短文，回答問(wèn)題：
沸水也能結(jié)冰？    沸水也能結(jié)冰嗎？在地球表面自然環(huán)境中的確不可能，但人為改變外界環(huán)境因素后一切皆有可能．科學(xué)家將盛有適量水的杯子放置在玻璃罩中密封（如圖甲），用抽氣機(jī)向外抽氣，奇怪的現(xiàn)象發(fā)生了：杯子中的水沸騰了，繼續(xù)抽氣，杯子中上層水仍在沸騰，下層水開(kāi)始結(jié)冰，最終水全部結(jié)成了冰．原來(lái)隨著玻璃罩中的空氣被抽出，沸點(diǎn)一直降到室溫，故杯中的水沸騰了．研究表明晶體的熔點(diǎn)（或凝固點(diǎn)）也與壓強(qiáng)有關(guān)，壓強(qiáng)越小，晶體的熔點(diǎn)（或凝固點(diǎn)）越高，所以當(dāng)玻璃罩中氣體壓強(qiáng)減小到足夠低時(shí)，水的凝固點(diǎn)升高到室溫，故沸騰的水很快結(jié)冰了．

（1）文中提到“原來(lái)隨著玻璃罩中的空氣被抽出，沸點(diǎn)一直降到室溫”的依據(jù)是在室溫下水沸騰了．由于能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性，所以地球表面自然環(huán)境中，杯子中上層水沸騰、下層水結(jié)冰的現(xiàn)象不可能（可能/不可能）存在；
（2）如圖乙，在溫度較低的環(huán)境中將一根兩端拴有重物的細(xì)金屬絲，掛在一個(gè)粗大的冰塊上．一段時(shí)間后，鋼絲穿冰塊而過(guò)，而冰塊完整無(wú)缺．使用細(xì)金屬絲和懸掛重物的目的都是增大（鋼絲對(duì)冰塊的）壓強(qiáng)，從而使冰的熔點(diǎn)降低（降低/提高/保持不變），所以細(xì)金屬絲下方的冰塊熔化，由于環(huán)境溫度較低，熔化而成的水又很快凝固（填寫(xiě)物態(tài)變化名稱）故鋼絲穿冰塊而過(guò)且不留縫隙；
（3）滑冰運(yùn)動(dòng)員所穿滑冰鞋都帶有冰刀，如圖丙所示，在滑冰過(guò)程中，冰刀通過(guò)做功的方式使得冰的內(nèi)能變大，同時(shí)增大（增大/減小）了對(duì)冰面的壓強(qiáng)，從而改變了冰的熔點(diǎn)，使得冰刀劃過(guò)的冰面容易熔化，最終能起到減小摩擦力的作用．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)水在室溫沸騰的現(xiàn)象可做出解釋；能量守恒定律指：能量可以從某一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中能量的總量保持不變；能量轉(zhuǎn)化具有方向性．
（2）增大壓強(qiáng)方法：在壓力一定時(shí)，可以通過(guò)減小受力面積的方法來(lái)增大壓強(qiáng)．在受力面積一定時(shí)，可以通過(guò)增大壓力來(lái)增大壓強(qiáng)．增大壓強(qiáng)可以降低固體的熔點(diǎn)．物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)叫凝固．
（3）克服摩擦做功，物體的內(nèi)能增加．冰刀表面非常的光滑，這是在壓力一定的前提下，通過(guò)減小接觸面的粗糙程度來(lái)減小摩擦的；冰刀鞋與冰面的接觸面積要比普通的鞋小得多，然后結(jié)合決定壓強(qiáng)大小的因素，即可知道對(duì)冰的壓強(qiáng)大小的變化．使冰的熔點(diǎn)發(fā)生變化，從而改變了與冰面的摩擦．

解答 解：（1）由于我們觀察到水在室溫下發(fā)生了沸騰現(xiàn)象，因此可得出“原來(lái)隨著玻璃罩中的空氣被抽出，沸點(diǎn)一直降到室溫”；
能量轉(zhuǎn)化具有方向性，熱量能自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，所以杯子中上層水沸騰、下層水結(jié)冰的現(xiàn)象是不可能存在的；
（2）使用細(xì)金屬絲，在壓力一定時(shí)，可以通過(guò)減小受力面積的方法來(lái)增大壓強(qiáng)．懸掛重物是在受力面積一定時(shí)，可以通過(guò)增大壓力來(lái)增大壓強(qiáng)．
因此使用細(xì)金屬絲和懸掛重物的目的都是增大（鋼絲對(duì)冰塊的）壓強(qiáng)，增大壓強(qiáng)可以降低冰的熔點(diǎn)．
物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)叫凝固．由于環(huán)境溫度較低，熔化而成的水又很快凝固成冰，故鋼絲穿冰塊而過(guò)且不留縫隙；
（3）刷冰時(shí)刷子和冰面之間有摩擦，克服摩擦做功，兩者的內(nèi)能都增加，溫度升高，達(dá)到冰的熔點(diǎn)，繼續(xù)吸熱，開(kāi)始熔化，冰壺和冰之間有水，減小摩擦．
同時(shí)冰刀的刀刃做的非常鋒利，冰刀減小了與冰面的接觸面積，從而增大了壓強(qiáng)．
冰的熔點(diǎn)與壓強(qiáng)有關(guān)，且壓強(qiáng)越大，熔點(diǎn)越低．這樣就使部分冰熔化成水．水將冰刀與冰面分開(kāi)，減小了兩者之間的摩擦．
故答案為：（1）在室溫下水沸騰了；方向性；不可能；
（2）增大（鋼絲對(duì)冰塊的）壓強(qiáng)；降低；凝固；
（3）做功；增大；減小摩擦力．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)生活中常見(jiàn)現(xiàn)象了解情況，需要學(xué)會(huì)利用物理語(yǔ)言來(lái)解釋身邊現(xiàn)象，同時(shí)要熟練掌握常見(jiàn)現(xiàn)象的產(chǎn)生原因．