自己动手造雪

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  这项活动将使用冰冻的二氧化碳作为实验材料。也就是俗称的“干冰”。
  注意:干冰并不像水结成的冰,不要让干冰接触到你的皮肤:干冰极冷的温度会使你受到伤害,进行这项活动时请佩戴安全护目镜及厚手套。
  
  所需材料
  
  ●干冰(约3杯)
  ●300毫升或更小一点的空水瓶
  ●海绵
  ●温水
  ●强力胶
  ●细铜线或者鱼线以及回形针
  ●锤子
  ●钉子
  ●剪刀
  ●胶带
  ●大泡沫塑料杯
  ●锡箔纸
  ●园艺用厚手套
  ●安全护目镜
  
  活动步骤
  
  1.在距水瓶底部约3厘米处用剪刀沿边缘剪开,将瓶底完全取下来。
  2.在海绵上剪一个与瓶底大小类似的圆,然后用热胶枪或强力胶把这块圆海绵粘在瓶底内。
  3.用锤子和钉子在海绵和瓶底中心戳一个洞。
  4.剪一段约10厘米长的细铜线或鱼线。如果使用鱼线的话,在线头部分夹一个回形针。
  5.将线从刚才打好的洞中穿过。这样当瓶子倒过来的时候,线就会从瓶底垂下来。
  6.把线在瓶底外打一个结。
  7.把海绵用温水浸湿。
  8.将水瓶底部用胶带固定。
  9.把水瓶倒扣在大泡沫塑料杯中。戴好手套和护目镜。用干冰把瓶子周围填满。
  10.用锡箔纸把干冰盖起来,但不要盖住瓶子。当你完成后,应该可以清晰地看到瓶子中的线。
  11.大约10分钟后你就可以看到第一片雪花出现了;一个小时后,瓶子里就会形成像美丽羽毛一样的雪花。你的实验成功了!
  
  活动概述
  
  你的瓶子就像上下颠倒的大气层,越下层的部分越冷,而不是像一般情况下越向上越冷。但是原理是类似的。海绵中的热水蒸发变成空气中的气态水蒸气。当水蒸气遇冷,就不能继续维持气态。它就会凝结在所处环境中最冷的表面——在我们的实验中就是铜线。
  当一部分水分子凝结在铜线表面。成核现象就开始了。换句话说,雨和雪的形成首先需要某些可以让水依附的物体(例如尘埃),这样就可以使更多水分子凝结在一起,最终形成雨或雪。
  在冷空气中,水分子的活动变得迟缓,并从液态转变到固态。这些水分子本身就像飞去来器形状的积木,以一种特殊的方式组合成固体。这就形成了我们在瓶子中看到的晶体状雪花,它们凝结在铜线周围。
  
  活动应用
  
  信不信由你,雪花的形状可以让你了解到许多关于其形成环境的温度情况。如果雪花的样子像带有长冰针的蕨叶,那么你的瓶子的温度应该是零下15度。如果你看到的冰针更多指向一个方向,而雪花像鸟的羽毛一样,那么瓶中的温度刚刚下降到零下5度。
  雪花的形状和大小会受到很多因素的影响,这就是为什么人们宣称世界上没有两片雪花是完全一样的。湿度、温度和气压都会影响雪花的形状及其分支长短薄厚等特点。在雪花形成的过程中,甚至是水分子凝结表面(在我们的实验中就是指铜线)上的一个小小突起,都会使晶体的形状有所不同。
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