臺風竹節草在浙江舟山登陸,水結冰時體積會膨脹還是縮小?裹挾著疾風驟雨,在浙江舟山沿海強勢登陸。中心附近最大風力X級,狂風呼嘯,暴雨如注,給這座海島城市帶來了嚴峻考驗。舟山氣象臺緊急發布臺風紅色預警信號,提醒市民非必要不出門,做好各項防范工作。目前,政府各部門正全力投入搶險救災中。
隨著竹節草登陸后逐漸減弱并向內陸移動,它帶來的猛烈風雨即將告一段落。然而,氣象部門同時發布重要提示,緊隨臺風腳步的,是一股勢力強勁的冷空氣！預計未來幾天,舟山及周邊地區將迎來明顯的大風降溫和降雨,甚至雨夾雪天氣過程,最低氣溫將可能驟降至冰點甚至更低。
水結冰時體積會膨脹還是縮小
這意味著,在經歷狂風暴雨洗禮后,我們很可能要面對一個現實,水管里的水、路面低洼處的積水,都面臨著結冰的風險。 面對即將到來的冰凍威脅,一個關乎我們安全的重要科學常識亟需普及,水在結冰時,體積究竟會膨脹還是縮小？
這個問題的答案,與大多數物質在固化時體積縮小的規律恰恰相反,水的結冰過程極其特殊,它的體積會明顯膨脹。在常溫液態下,水分子之間主要通過一種叫做氫鍵的力量連接。它們可以相對自由地移動和旋轉,相互間距離較近,排列得比較緊密無序。就像操場上一群隨意活動但又彼此拉扯著的孩子。
當溫度降到冰點及以下,水分子運動速度大幅降低。此時,氫鍵的力量開始固定住水分子,使它們進入一種高度有序、開放、六邊形排列的晶體結構象蜂巢。在這個穩定結構中,每個水分子都通過氫鍵與另外四個水分子相連,分子間的距離反而被強制拉得更開——相當于孩子們需要手拉手圍成一個大圈保持固定隊形跳舞,占用的空間自然更大了。這種分子間距的增大直接導致了體積的變化。科學測定表明,當水完全結成冰時,體積會膨脹約9%。
臺風竹節草的登陸掀開了大自然力量的序幕,而緊隨其后的低溫冰凍則向我們展示了水這種看似柔弱物質在相變時蘊含的驚人破壞力。水結冰體積膨脹這一基本原理,無聲地影響著從生活設施到地質構造的方方面面。面對極端天氣疊加的復雜局面,掌握科學知識是我們有效防災減災的第一道防線。在這個臺風過境、寒潮接踵的特別冬季,舟山的市民朋友們務必提高警惕,做好防護工作,確保自身和財產安全,共渡寒冬難關。
自然界隱藏著無數奧秘, 一滴水結冰時的無聲膨脹, 其威力足以撐裂巨石, 一次冷空氣的悄然來襲, 其寒霜便能讓脆弱的水管爆裂。 敬畏自然之力,善用科學之匙, 方能守護我們風雨飄搖中的家園。
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