急!帮忙讲一道物理题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/24 06:21:53
冬天的时候湖水结冰,为何只是冻上上面的一层,而不是全都冻上?请用物理知识说明

我国最大的高原湖泊青海湖,千余年前就有藏族同胞在它的海心岛上安家。那么辽阔的湖面是怎样越过的呢?原来,青海湖一到冬天,全湖冰封,坚实的冰盖上成为天然的通道,人们主要靠冬天往来进出。

湖泊结冰与河流结冰不同。湖泊和水库都比较安定,即使风浪滔滔,只是水体表层汹涌而已,水的深处还是安定的。湖水冬季降温,冷水下沉,暖水上浮,引起对流,这个过程在水温为4℃时自行停止。因为此时水的密度最大,继续降温,密度反而减小,表层水轻而底部水重,对流作用不能继续进行。对流停止后,湖水降温靠热传导进行。热传导远不如对流散热快。由于这个原因,冬季深水湖底层的温度大致保持在4℃左右。

由于没有象河流那样的紊流作用,湖水总是先在表层达到过冷状态。这时,如果风平浪静,湖面就能迅速结冰,有时一夜之间形成封冻全湖的冰壳。湖面结冰,首先是在水面上形成很小的片状冰晶。片状冰晶多平卧水面,在生长过程中呈星形或树枝形,因为这种形状有利于散发结晶时释放出来的潜热。

一般湖面冰盖厚五厘米即可通过单人。冰厚二十厘米滑冰者可任意驰骋,马拉雪撬也能通过。冰厚超过五十厘米时,可以开辟冰道通行汽车。

冰是的导热性很低,所以表面结冰了,但冰下面的水的热量没有散发出来,所以没有结冰。

水的热容量较高,导热性较差,所以当外面天气寒冷时最外层结冰,里面的热量没办法很快得导出去,冰层又形成了一层保温层,热量就更不容易出去。再加上4度的水是最沉的,所以温度低于4度的水都在上面,也就导致冰是从上往下冻了。