“下雪不冷,化雪冷”?

段雨琪

與初中物理教材配套的教輔資料《熔化與凝固》一節(jié)中提出：“為什么下雪不冷化雪冷？”現(xiàn)行教輔資料對(duì)其的解釋是：“下雪水結(jié)冰（或說凝華），要放熱；而融雪、冰融化為水，要吸熱。故下雪不冷化雪冷。”

由于本人對(duì)“下雪不冷化雪冷”這種現(xiàn)象并未感同身受，于是對(duì)該問題及其解釋產(chǎn)生了兩大疑問：

1.“下雪不冷化雪冷”的問題是否為真命題？

2.“下雪不冷化雪冷”命題如果為真，教輔資料所作的解釋是否合理？“下雪不冷化雪冷”的命題是怎么出現(xiàn)的？

先對(duì)第二個(gè)問題進(jìn)行探究：如果“下雪不冷化雪冷。”的命題為真，是否因?yàn)橄卵┦悄A現(xiàn)象需要放熱，而化雪是融化過程，需要吸熱呢？

我對(duì)這一解釋不認(rèn)同。

眾所周知，凝華放熱，融化吸熱，但問題在于：凝華放熱與融化吸熱都跟人是否覺得冷沒有直接的聯(lián)系。

舉個(gè)例子：燒開水、煉鐵時(shí)都有吸熱過程，但有誰(shuí)聽說過煉鐵工人說冷的嗎？因?yàn)樗鼈兾臒岵皇莵碜匀梭w，所以人不會(huì)覺得冷。

同理，形成雪的凝華放熱沒有輻射給人體，雪融化吸的熱也不是源于人體，跟人的冷暖沒有直接聯(lián)系。那么，是否有間接聯(lián)系呢？如果有，又有什么聯(lián)系呢？

我的分析如下：

凝華吸熱和融化放熱都會(huì)影響空氣溫度，而空氣的溫度又影響人體熱量的散失。而且凝華放熱和融化吸熱跟人的冷暖有間接聯(lián)系，并不等于教輔對(duì)該問題的解釋有間接的道理。還應(yīng)看它們對(duì)空氣溫度的影響是否會(huì)影響到人體感知的冷暖。

根據(jù)熱力學(xué)基本定律，物體的熱量只能從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體。

水與冰雪的相互轉(zhuǎn)化溫度為0℃，水結(jié)冰放熱到環(huán)境中會(huì)使環(huán)境溫度升高，但最高不可能超過0℃；另一方面，雪融化為水要吸熱，使環(huán)境溫度下降，但環(huán)境溫度最低也不可能降到0℃以下，否則低于0℃的環(huán)境就會(huì)使冰雪融化的過程產(chǎn)生“逆轉(zhuǎn)”。

因此，從理論上講，下雪（不化時(shí)）決不可能比融雪溫度高。因此，用“下雪水結(jié)冰（或說水蒸汽凝華冰晶），要放熱；而雪冰融為水，要吸熱。”的觀點(diǎn)來解釋“下雪不冷化雪冷”這一命題是錯(cuò)誤的。

接著，我又開始對(duì)以下兩個(gè)問題進(jìn)行探究。

（1）命題依據(jù)的探究

我們知道，人的冷暖除了自身因素之外，還跟三個(gè)空氣有關(guān)的因素有關(guān)：1.空氣溫度；2.空氣的濕度；3.空氣流速（即是否有風(fēng)）。以上分析否定了第一個(gè)因素。

如果命題為真，可能就是第二和第三個(gè)因素引起的了。先探討空氣濕度的問題。通過到赤壁市氣象局的調(diào)查得知：化雪的濕度確實(shí)比下雪時(shí)略大些，但工作人員告訴我：這樣的差異對(duì)傳熱的影響非常小。看來因素雖然有些道理，但依據(jù)還顯得不足。

再來討論空氣流速的問題，同樣來自氣象局的調(diào)查告訴我：下雪時(shí)的風(fēng)速反而比化雪時(shí)的風(fēng)速大，因此這一因素顯然不能解釋下雪不冷化雪冷的現(xiàn)象。

（2）命題真假的探究

由于不能體會(huì)到下雪不冷化雪冷的感覺，也找不到理論依據(jù)，我開始懷疑“下雪不冷化雪冷”命題的真假。

我通過網(wǎng)絡(luò)與東北地區(qū)、西北地區(qū)的朋友交流，他們肯定：沒有覺得“下雪不冷化雪冷”；南方地區(qū)的朋友表示：幾乎沒見過雪，沒有感受；我本人處在中部地區(qū)，絕大多數(shù)也沒有感到化雪比下雪更冷，對(duì)于“下雪不冷化雪冷”的說法只是人云亦云。

既然大多數(shù)人并未有這樣的感覺，那么這個(gè)命題就應(yīng)該是個(gè)假命題了（最多只是在某種特定情況下出現(xiàn)的特定現(xiàn)象）。

（3）探究結(jié)果

1.教輔資料對(duì)下雪不冷化雪冷的解釋是不正確的；

2.未能在物理學(xué)的范圍內(nèi)找到支持“下雪不冷化雪冷”的有力證據(jù)；

3.“下雪不冷化雪冷”的命題的出現(xiàn)有待于進(jìn)一步探究。

（指導(dǎo)老師：劉運(yùn)泗）