本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點。
冰雪已經降臨。對於這個國家的大部分地區來說,這意味著剷雪、撒鹽,以及外出前穿上厚厚的冬裝的季節。但與其把這些額外的努力看作是浪費,不如把它看作是更好地瞭解冰、鹽和雪的機會?如果寒假讓您嶄露頭角的科學家渴望有所作為,不妨考慮一下這個實驗,作為看電影和喝熱巧克力的休息。
我們為什麼要給車道撒鹽?
覆蓋積雪的草坪是建造堡壘、堆雪人或與鄰居進行雪仗的好藉口。結冰的道路和車道?那就沒那麼有趣了。城市為了保持道路的暢通,付出了很多努力,以確保汽車在應該停車時不會繼續行駛,在應該行駛時不會停滯不前,或者不會撞到不該撞到的東西。
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但是,當您早上醒來看到積雪覆蓋的車道時,這取決於您自己。鏟子和吹雪機採取了一種顯而易見的方法——把雪鏟起來,放到別的地方。但是撒鹽呢?為什麼這麼多人用大顆粒的鹽覆蓋他們的人行道和車道?使用一些紙碗、一個鹽瓶、一個量杯和一個秒錶,您就可以找到答案。
材料
記號筆
食鹽
6個紙碗
½杯量杯
½茶匙量勺
秒錶
紙
鋼筆或鉛筆
冰箱
冷藏室
有雪(來自室外或透過攪拌機將冰塊攪碎製成)
步驟
在把雪帶進室內之前,準備好所有材料。您不希望它過早開始融化。
確保在臺面、冰箱和冷凍室中有足夠的空間容納兩個碗。
使用記號筆將碗標記為三對:2個檯面、2個冷藏室、2個冷凍室。對於每一對,將一個標記為“鹽”,另一個標記為“無鹽”。
使用量杯(或秤)將等量的雪放入每個碗中。
在每個“鹽”碗中撒上½茶匙鹽,儘量將其均勻地撒在雪的表面。
將每組碗放在其實驗位置(檯面上、冰箱中或冷凍室中)。
啟動秒錶。
使用紙和鉛筆製作表格——一側記錄位置和條件(檯面、檯面撒鹽、冷藏室、冷藏室撒鹽、冷凍室、冷凍室撒鹽),另一側提供記錄雪開始融化和完全融化的時間點。
每三分鐘快速檢查一下碗。如果碗中的雪開始融化,請在表格中記下時間。同時記下特定碗中的雪似乎完全融化時的時間。
一旦所有碗中的雪都完全融化或停止變化,就停止實驗。
現在,您嶄露頭角的科學家將有一些水碗和一個數字表格可以討論。與其認為實驗結束了,不如現在開始討論,看看他們收集到的資料有什麼要說的。根據年齡,嘗試一下以下問題。
融化時間
新增鹽似乎使雪融化得更快還是更慢?
對於沒有任何鹽的碗,三個位置之間的融化時間如何比較?
對於有鹽的碗,三個位置之間的融化時間如何比較?
是否有任何碗中的雪始終保持凍結狀態?
您認為當室外溫度不同時,鹽會起作用嗎?
其他影響
現在看看每個碗裡的水,想象一下您必須喝一些。您願意喝哪些?或者用來澆灌家裡的植物?
您認為車道上的雪融化後會流到哪裡?
如果您的車道邊緣有一個菜園,您會在什麼時候使用鹽而不是剷雪?有冰的時候?有雪的時候?兩者都有?
除了鹽之外,您認為城市還可以使用哪些其他解決方案來確保冬季道路的安全?
