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【国际部•西席科普】泛论雪花

*此文为科普文,此中有部门内容鉴戒相干册本、材料

 

克日,传来一则神奇的喜信——南边大部门地域都降雪啦!

雪花对付恒久在阳光雨露之下发展的南边的孩子来说是奇怪的。同砚们热烈地讨论着,乃至还存在着小小的期盼与理想:广州会不会也无机会下雪呢?要是真有那么一天,我们肯定要打雪仗堆雪人!





不外,这漫天飞翔的雪花这么悦目,它毕竟是怎样构成的呢?这此中就触及到许多化学知识。

雪花是一种优美的晶体,又名未央花和六出,是由雪晶相互碰并、粘合和钩连在一同而构成的雪晶聚合物。现在,已知的雪花外形约莫有两万多种,可以说是五花八门,壮丽多姿。




雪花的构成,起首要具有两个条件:一是水汽饱和,另一个条件便是氛围里必需有固结核。只要氛围中的水蒸气附在固结核上凝结成水点,才气构成降雨和降雪。

固结核(condensation nuclei),是物质由气态转化为液态或固态,或由液态转化为固态的固结历程中,起固结焦点作用的颗粒。这些颗粒对水分子分外具有“吸引力”,在水汽靠近饱和的氛围中,水分子遇上它们,便会附着上去,并敏捷聚集起来,固结成小水点。以是说,我们看到的雪花实在都是有“核”的。

 

雪花的外形基本上以六角形为主,如六角枝状、六角片状等,由它们变革而来的雪花也多出现出“六角”的特性。昔人很早就发明雪花出现六边形,所谓“草木之花多五出,独雪花六出”。那么,这是什么缘故原由构成的呢?

这重要是和水的结晶习性有关。当水结成冰的时间,由于水分子中的氢键作用,会有序分列构成具有肯定刚性的六方形晶体布局。自然水解冻的冰和大气中水汽凝华结晶的雪,都属于六方晶系。实在,六方晶系就像是多少学上的一个正六面柱体。当水汽凝华结晶的时间,要是主晶轴比别的三个辅轴发育迟钝,而且较短,那么,雪的外形就成为六角形雪片;要是主晶轴发育很快,延伸较长,那么,雪的外形就成为一个六个正面,一个下面和一个上面的六棱柱体。

正是由于水分子经过化学键联合成六边形的网状布局。随着气温的低落,复活的分支尖端开端变窄,并呈现侧向分支。冰晶蒙受了瓜代的冷暖气流,就会呈现更多的分支,这时晶体变得又长又细。当晶体下降到更温暖的氛围中,就不再生长,尖端却越来越开阔,终极构成了六瓣雪花的形状。



雪花——这冬日飞翔的精灵,出现出千姿百态、变化多端的优美情形。

 

不外,在南方银装素裹的风雅虽然优美,却也为交通带来了未便。于是,人们通常会将融雪剂撒在路面上以除冰除雪。那么融雪剂毕竟是什么物质?它又是怎样完成融雪化冰的呢?

融雪剂,重要成份是醋酸钾和氯盐等化学品。当它溶于水后,绝对来说,水中离子浓度会上升,从而使水的液相蒸气压比饱和时的蒸汽压低落,但冰的固态蒸气压稳定。为了使冰水混和物固液蒸气压相称,冰就开端消融了,其素质便是使冰雪的熔点低落。

现在,融雪剂重要分为两大类:一类因此“氯盐”为重要身分的无机融雪剂,也叫“化冰盐”,如氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)、氯化钾(KCl)等。此中最常用的便是是氯化钠(即产业盐),其代价自制,利用方便。但是,由于盐类遇水产生盐涨征象,会粉碎门路路基;别的,由于盐类融雪剂和路基上的铁等金属构成原电池,也会加速路面破坏;并且,“氯盐”还会增长门路两旁农田的盐碱性,形成植被难以生长。

另一类融雪剂,则因此醋酸钾为重要身分的无机融雪剂,这类融雪剂融雪结果好,基本不会形成腐化侵害, 但其本钱代价较高,一样平常只用于机场、高尔夫球场等紧张场合。

一片小小的雪花,竟凝结了云云浩繁的化学知识。这正应了那句诗:“一粒沙里看天下,半瓣花上说情面”。大概,化学的魅力正是表现在这些渺小之处,生存之中。

【文/国际部 顾雪雅教师】

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