在《哪吒之魔童鬧?!分校奖c申正道(申公豹的爹)在瀑布下激戰,申正道化身為電,在水中疾馳穿梭,打得敖丙措手不及。敖丙為了限制他的移動速度,利用冰不導電的原理,把水瞬間凍結成冰,成功扭轉局勢!
為什么水變成冰后,不導電了?
純水本身是一種極弱的電解質,僅會微弱電離出H+(氫離子)和OH-(氫氧根離子),電離程度極低,因此其導電性幾乎可以忽略不計。
但自然界的水通常含有雜質(如溶解的鹽、礦物質等),這些雜質在水中電離,釋放大量的自由離子,使水的導電性大大增強。
水結成冰后,離子被“鎖定”!
當水凍結成冰后,水分子通過氫鍵形成規則的晶體結構,分子排列緊密且固定,原本自由移動的離子被“鎖定”在晶格中,移動能力降低,導致電導率顯著下降,使純冰幾乎成為絕緣體。
冰的六方晶體結構,紅色為氧原子,白色為氫原子圖源:wikipedia
而電流的形成需要自由電荷的定向移動。
但如果冰中含有雜質,部分雜質離子仍能在晶格間隙中移動,使冰具備一定的導電性。例如,海冰因含鹽分,其導電性高于純冰。
因此,導電性:自然界的水>>有雜質的冰>純冰≈絕緣體。
在電影中,敖丙與申正道的戰斗
不僅是法術的對決,也是物理的較量!
——修仙,也要講科學!
策劃&作者:小小蒲公英
鳴謝:上海大學環境與化學工程學院副教授吳洋為本文提供科學指導
注:封面&文中未標注圖源圖片均來自電影《哪吒之魔童鬧海》官方微博
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