14.水也會膨脹

在冬天想要獲得一瓶子冰應(yīng)該很容易吧？因為冬天室外的溫度是很低的。在這樣的環(huán)境下，你需要做的只是往一個瓶子里灌滿水，然后把裝滿水的瓶子放到窗戶外面，剩下的事情留給寒冷。當(dāng)瓶子里的水結(jié)冰，那么滿滿一瓶子冰就做好了。

事實上，如果你真的動手做了整個實驗，你就會發(fā)現(xiàn)，其實，整個實驗過程所經(jīng)歷的步驟并非這么簡單。瓶子里的水確實變成了冰，但是你會發(fā)現(xiàn)瓶子已經(jīng)報廢了：因為冰把瓶子撐破了（圖44）。這樣會引發(fā)我們的思考，為什么會發(fā)生這樣的事情呢？原來，當(dāng)水在很低的溫度下結(jié)冰的時候，此時水的體積就會明顯變大，水結(jié)成冰后的膨脹會以不可承受的力量繼續(xù)演變。此時，塞住的瓶子會爆裂，沒塞的瓶子的瓶頸還會被膨脹的冰折斷，當(dāng)瓶頸里的水被凍成冰后，冰塞就形成了，緊緊地塞住了瓶子。

圖44

你可能想不到，水結(jié)成冰的膨脹力可以撐開金屬，不過有個前提條件，這個金屬不能太厚。在寒冷的天氣條件下，水可以將5厘米厚的鐵質(zhì)炮彈壁撐裂。如果水管里尚有剩余的水沒有得到及時處理的話，那么水管里的水結(jié)冰并且撐破水管也就不足為奇了。

由于水在結(jié)冰時會膨脹，因此這就解釋了另外一種現(xiàn)象，即冰在水里漂著而不會沉入水底的原因。假如水變成固體時變小了——其他大部分液體也是這樣的——那么在水里的冰就無法漂浮在水面上，而是沉入水底。如果是這樣，那么冬天帶給我們的樂趣和歡樂就會少很多。