我们身边的水有很多样子。下雨天,天空掉下水滴。冬天,冷水会结成硬硬的冰。烧开水时,壶嘴冒出白白的汽。水变成冰,冰化成水,水蒸气又变成水。这些变化很有意思。水为什么能变来变去?这和温度有关系。
温度就是东西有多热多冷。我们用温度计测量温度。温度计里有一根细管,管里有红色的酒精。天热时,红色酒精往上升。天冷时,红色酒精往下降。看红色酒精停在哪里,就知道温度是多少。我们常用摄氏度来说温度。水的样子变化,看摄氏度就知道。
水是液体。液体没有固定形状。水倒进杯子,就是杯子的形状。水倒进盆里,就是盆的形状。液体可以流动。江河里的水一直流向大海。我们喝的水,用的水,都是液体。
温度降低,水会变成冰。冰是固体。固体有固定形状。一块冰放在桌上,它不会自己变成杯子的形状。固体一般比较硬,能拿在手里。冬天很冷,温度降到零摄氏度以下,小河会结冰。零摄氏度是水结冰的关键温度。我们把水放进冰箱冷冻层,过一会儿,水就变成冰。这是因为冰箱里温度很低,在零摄氏度以下。
温度升高,冰会变回水。我们把冰块从冰箱拿出来,放在桌上。房间温度比零摄氏度高。冰块慢慢变软,化成水。这个过程叫融化。夏天太阳晒着大地,河里的冰都融化了,河水又开始流淌。
水加热会变成水蒸气。水蒸气是气体。气体看不见,摸不着。但气体就在我们身边。空气里有氧气、氮气,也有水蒸气。烧水时,水越来越热。达到一百摄氏度,水就开了。一百摄氏度是水烧开的关键温度。这时,水变成水蒸气跑掉。水壶嘴冒出的“白汽”不是气体。那是水蒸气碰到冷的空气,又变成很小很小的水滴。很多小水滴聚在一起,我们就能看见白茫茫的一片。
水蒸气变回水,这个过程叫凝结。早晨,小草上有一颗颗露珠。这些露珠就是空气中的水蒸气碰到冷的小草,凝结成的小水滴。冬天玻璃窗上有一层雾,也是水蒸气碰到冷玻璃凝结成的。从冰箱里拿出一瓶汽水,瓶子外面很快出现小水珠。这是因为瓶子很冷,空气中的水蒸气在瓶子上凝结了。
水的这三种样子变化,都是常见的现象。科学家把这种变化叫物态变化。固体变液体叫熔化,就像冰化成水。液体变气体叫汽化,就像水变成水蒸气。气体变液体叫液化,就像水蒸气变成露珠。液体变固体叫凝固,就像水结成冰。这些变化都是可逆的。水能结成冰,冰也能化成水。水能变成水蒸气,水蒸气也能变回水。
我们的生活离不开水的样子变化。农民伯伯种田需要水。天热时,土壤里的水变成水蒸气跑掉,土地就干了。农民伯伯要给庄稼浇水。冬天太冷,庄稼会冻坏。因为植物里的水结冰,体积变大,可能把细胞撑破。科学家培育不怕冷的品种,帮助庄稼过冬。
我们家里做饭也用上水的样子变化。妈妈煮饭,锅里的水变成水蒸气,热气把饭蒸熟。夏天我们从冰箱拿出冰糕吃,冰糕在嘴里融化,带走热量,我们觉得凉快。医院里用冰袋给发烧的病人降温。冰袋吸收身体的热量,冰慢慢融化,病人体温就下降了。
地球上有很多水。海水是咸的,不能直接喝。淡水只占很少一部分。淡水主要在江河湖泊里,还有地下和冰川里。太阳晒着海洋,海水变成水蒸气升到空中。水蒸气在高空遇冷,凝结成云。云里的小水滴越聚越多,变成雨滴落下来。雨水流进江河,最后又回到大海。这个循环叫水循环。水循环让地球上的水不断更新,我们才有淡水用。
我们要珍惜水资源。水可以变来变去,但地球上的淡水总量是有限的。我们不能浪费水。洗脸的水可以冲马桶。洗菜的水可以浇花。看到水龙头滴水,要马上关紧。保护河流,不乱扔垃圾。植树造林,让大地涵养更多水源。
六年级学生可以做个小实验。拿三个一样的杯子。第一个杯子放自来水,第二个杯子放热水,第三个杯子放冰块。把杯子放在窗台上。每天观察水位的变化。几天后,你会发现放冰块的杯子和放热水的杯子,水位下降更多。放冰块的杯子,冰先化成水,水再慢慢变成水蒸气跑掉。放热水的杯子,水直接变成水蒸气,跑得很快。放自来水的杯子,水跑得最慢。这个实验说明,温度越高,水变成水蒸气越快。
还可以做另一个实验。找一个干净的铁罐,装上冰块,再撒点盐。盐能让冰更快融化,温度更低。过了一会儿,铁罐外面出现一层白霜。那是空气中的水蒸气,碰到非常冷的铁罐,直接变成了固体。水蒸气直接变成固体的过程叫凝华。冬天窗户上的冰花,也是凝华形成的。
了解水的样子变化很有用。天气预报员通过观察云的变化,预测会不会下雨。工程师利用水变成水蒸气时力量很大,制造蒸汽机推动火车。厨师懂得控制火候,让食物更好吃。我们自己也能解释很多生活现象。为什么夏天地上洒水会觉得凉快?因为水蒸发时,会吸收周围的热量。为什么冬天戴眼镜从室外进屋,镜片会模糊?因为室内的水蒸气碰到冷的镜片,凝结成了小水珠。
科学就在日常生活中。多观察,多思考,多动手试试。一杯水,一块冰,一壶热气,都是我们学习的好材料。世界很奇妙,知识不复杂。从身边小事开始,一步步探索,我们都能发现科学的乐趣。