冰的体积比水的体积大的发现的作文

冰的体积比水的体积大的发现的作文（精选2篇）

篇1：冰的体积比水的体积大的发现的作文

今年暑假，天气十分炎热。人们开始大量饮用冰冻饮料和水，由于酷热难奈，我也放了一瓶水到我们家冰箱的冷冻室，想过一会儿美美的喝上一通。可是因为有事出去了，等我回来打开冰箱，发现瓶子被撑破了，这是怎么回事呢?刚刚我装进去的并没有满满一瓶水啊!这就奇怪了!于是我又用矿泉水瓶子装了半瓶水并做上了记号把它再放进了冰箱的冷冻室。我耐心的等着，哪也不去了，等啊等，水总算结成冰了，我拿出来一看，我发现结冰的高度比我做记号的地方高出了许多，可以肯定：“当水结成冰后它的体积一定比水大”。

可是这是为什么呢?带着这个问题，我去问了许多人，他(她)们都说不知道，看来我也只好请教我妈妈厂里化验室的阿姨了，妈妈厂里化验室的阿姨听了我的问题，笑了一下，然后取了两个一样的玻璃瓶，再装了同样多的半瓶水，用塞子牢牢封住两个瓶子口，其中一个瓶子的塞子上接了一根管子，管子再接到一台叫汽水分离仪的设备上，然后打开了设备，一会儿她关掉设备封住瓶口，把两瓶水贴好标签放进了冰箱，等到结冰后拿出来，我一看通过了汽水分离仪的那瓶水结的冰比没有通过汽水分离仪的少了许多，阿姨说：“因为水在结冰的时候大量的空气跑到冰里去了，所以冰的体积就大了起来。刚才阿姨用汽水分离仪把瓶子里的空气拿走了，所以通过了汽水分离仪的那瓶水结的冰比没有通过汽水分离仪的会少许多，你懂了吗?”“原来是这样，我终于明白了冰的体积为什么比水的体积大了”

篇2：冰的体积比水的体积大的发现的作文

在上述影响PPy微观形貌的诸多因素中,目前有不少研究人员将研究重心放在通过调控聚合反应的溶剂体系来调控PPy产物的微 观形貌方 面。如Ouyang等[10]研究了分 别以H2O和PC(1,2-propanediol carbonate)为反应溶 剂,分别以NO3或ClO4-为掺杂阴离子制备 的薄膜状PPy产物的微 观形貌的差异,发现以H2O为溶剂制备的PPy产物呈现出表面为“鳄鱼皮”状结构的薄膜;而当以PC为溶剂制 备PPy产物时,则可通过调节掺杂阴离子的类别而分别获得表面光滑的PPy(NO3,PC)薄膜产物 或 “鳄鱼皮”状结构的PPy(ClO4-, PC)薄膜。本研究前期分别通过以纯水或者乙腈与水的混和溶剂为PPy合成反应的溶剂体系,通过控制合成体系中的腈水比而制备出了从颗粒状(粒径可调)到薄膜状结构的PPy产物[11]。不仅如此,其他相关研究表明:通过调控聚合反应的溶剂体系,还可直接 对PPy产物的物 性参数进 行调控。王元等[12]在以PC为溶剂合成PPy的过程中,通过加入一定体积比的水而形成混合溶剂,实现了对合成PPy产物电化学性能的调控,并发现在含水比例 为1% 条件下得 到的PPy产物的电极性能相对最好,表现出良好的反应可逆性、循环稳定性和较高的充放电效率。结合上述报道及课题组前期在乙腈和水的混和溶剂体系中合成PPy及对其导电性等性能因素的研究结果,本研究进一步开展了在乙醇和水的混和溶剂中合成颗粒状的PPy产物,并实现了对系列产物的颗粒粒径、产量及电导率的可控调节。

1实验部分

1.1主要原材料

吡咯(CP),上海科丰化学试剂有限公司;三氯化铁(AR), 成都科龙化学试剂厂;无水乙醇(AR),成都科龙化学试剂厂; 实验用水均为蒸馏水。

1.2PPy的合成

取2.8mL吡咯,将其溶于380mL乙醇和蒸馏水的混合溶剂中,并将混和液转入到500mL的三颈瓶中。将三颈烧瓶放入冰浴中,磁力搅拌,待混和液温度降到3℃时,用分液漏斗将预先配制好的FeCl3溶液(20mL,1mol/L)滴入三颈 瓶中,在保持冰浴和磁力搅拌条件下反应10h。反应液经抽滤、乙醇抽滤及蒸馏水抽滤后,在50℃ 干燥24h即得到黑色PPy粉末。 在实验过程中,保持其他条件,分别设计混合溶剂中乙醇和水的体积比(简称为醇水比,记为VRAW)0∶10、1∶9、2∶8、3∶7、 4∶6、5∶5、6∶4和7∶3,制备出了一系 列的PPy产物,分别记为E0、E1、E2、E3、E4、E5、E6和E7。

1.3分析测试

用NICOLET 200SXV FT-IR红外光谱仪(KBr压片)测试系列产物的红外光谱,波数范围为400~4000cm-1;用Fei公司生产的Quanta 200型环境扫描型环境扫描电子显微镜对所合成的系列PPy产物进行微观形貌分析,扫描电镜的加速电压为20kV;用JA2003A型电子天平(精度为1mg)测量系列PPy产物的产量;用SZ-82型四探针电导仪对 系列PPy产物的电导率进行测量。

2结果与讨论

2.1系列PPY产物的化学结构分析

图1为系列PPy产物的红外光谱图。其中,以在醇水比为5∶5的条件下 合成的E5产物为例,其在1551cm-1和1458cm-1处的吸收峰分别对应吡咯环的C  C和C—C的伸缩振动,在1384cm-1处的吸收 峰为C—N的伸缩振 动峰,在927cm-1处出现了C—H的弯曲振 动峰[13],在1320cm-1和1190cm-1处的2个吸收峰对应吡咯环上C—H的面内伸缩振动峰,在1045cm-1处的吸收 峰为C—H的面内弯 曲振动峰[14]。以上红外光谱特征 峰分析结 果表明:所合成的E5产物为聚吡咯。由于图1给出的其 他PPy产物的红 外光谱与E5产物相一致,因此可以判定在控制醇水比为0∶10~7∶3范围内制备的系列产物均为聚吡咯。但是,进一步的 分析可以 发现,随着醇水比的逐渐增大,所合成的PPy产物的红外吸收峰逐渐蓝移。如,对应C—H面内伸缩 振动的两 个吸收峰 分别由E0的1297cm-1逐渐蓝移到了E7的1320cm-1,由E0的1167cm-1蓝移到了E7的1210cm-1;C—H面内弯曲 振动峰由E0的1037cm-1逐渐蓝移到了E7的1047cm-1;吡咯环变形振动峰由E0的904cm-1逐渐蓝移到了E7的935cm-1。这说明随着醇水比的增大,所生成的PPy产物的共轭程度有所降低。

2.2醇水比对PPY产物的微观形貌、产量和导电性的影响

2.2.1醇水比对PPY产物的微观形貌的影响

在不同醇水比条件下合成的PPy产物的SEM图见图2。 由图2可知,系列PPy产物(E0-E7)均呈颗粒状微观形貌,且均表现出一定程度的团聚。这是因为本研究的PPy产物均是通过悬浮聚合方式而合成的,因而在合成过程中,随着转化率的逐渐增大,液珠之间会相互粘结,加之在本研究的PPy合成过程中未添加悬浮剂,因此很容易导致最终生成的PPy颗粒出现团聚现象。对于图2所示的E0-E7产物的SEM图,进一步通过Nano Measurer软件测算 了其平均 粒径,得出其数 值分别为380、350、310、250、190、150、130nm和90nm。由此可知,随着合成反应体系中醇水比的逐渐增大,PPy产物粒径逐步降低。这是由于乙醇的表面张力低于蒸馏水(前者为22× 10-3N/m,后者为72×10-3N/m),因此,随着合成反应体系中乙醇用量的逐渐增加,反应混合溶剂的界面张力将逐步降低, 从而使悬浮聚合体系中的液珠及最终生成的PPy颗粒产物的粒径逐渐减小。

[(a)E0;(b)E1;(c)E2;(d)E3;(e)E4;(f)E5;(g)E6;(h)E7]

2.2.2醇水比对系列PPY产量的影响

图3为醇水比对PPy产物产量 的影响曲 线。由图3可知,随着醇水比的逐渐增大,PPy产物的产量表现出了先增大后减小的变化规 律,其最大产 量值 (0.54g)出现在醇 水比为2∶8(即乙醇体积含量为20%)时。这主要是因为在本研究的合成体系中,随着乙醇用量的逐渐增大,将对合成反应产生以下两方面的影响,一是在前文中提到的降低混合溶剂的界面张力,从而使单体液珠更小,有利于其充分反应和单体转化率的提升,从而有利于合成产物产量的提高;二是由于乙醇分子也是有终止吡咯反应进行(即链增长终止)的作用[15],因而会导致体系中生成聚合度较低的齐聚物,这部分产物会在合成反应结束后的产物提取过程损失掉,因而引起合成产物产量的下降。这也是在图1的红外光谱中,随着醇水比增大,PPy产物共轭程度降低和部分吸收峰蓝移的主要原因。综上,在0∶10~2∶8的醇水比范围内,随着乙醇用量的 增大,其促进单 体转化率提升的效应大于其链增长终止 效应,因而使得PPy产物的产量提升;而在2∶8~7∶3的范围内,则是乙醇链增长终止的效应大于其促进单体转化率提升 的效应,从而导致PPy产物产量随醇水比的增大而降低。

2.2.3醇水比对系列PPY的电导率的影响

图4为PPy产物电导率与醇水比的关系曲线。与PPy产量随醇水比变化规律相一致,PPy产物的电 导率也随 醇水比的逐步增大而表现出先增大后降低的变化规律,其最高电导率(7.19S/cm)也在醇水比为2∶8时获得。对此,本研究认 为乙醇仍然是通过前文提到的对PPy合成的两个方面的影响作用来影响产物的电导率的。随着乙醇用量的逐步增 大,混合溶剂的表面张力逐步降低,数量更多的粒径更小的珠滴形成于悬浮聚合体系中[16],从而使水溶的氧化剂离子与吡咯单体的接触更为充分,从而有利于所合成的PPy产物的掺杂程度的提升和电导率的升高。另一方面,乙醇用量的进一步增大, 使其链终止效应增强并占据主导地位,从而显著降低PPy分子的共轭程度,并最终导致产物电导率降低。

3结论