看完热映电影《哪吒之魔童闹海》,你是否留意到一个“物理修仙定律”?在“敖丙馅哪吒”与申正道打得胶着时,物理知识派上用场——“闪电在水里导电!但敖丙的冰是绝缘体!”那么为什么冰不导电?
冰是水在低温下形成的固态物质,其分子结构具有一定的特殊性。水分子(H2O)由一个氧原子和两个氢原子组成。氧原子带有部分负电荷,氢原子带有部分正电荷,它们通过共价键结合在一起,因缺少自由电子而形成高电阻物质。
任何物质的导电与否表现在它的体电阻,即内在自由电子或离子的多少。自由电子越多,导电越好,反之越差。这就是平常所说的导电电流的大小取决于电压、电阻的大小。
在纯净的液态水中,水分子之间存在着较强的氢键作用,可以形成自由电子的数量极少。而在固态冰中,水分子又通过氢键形成了规则的晶体结构。可以用来导电的自由电子更少,体电阻更高,自然导电性就很差了。
来源:数字北京科学中心