看完熱映電影《哪吒之魔童鬧海》,你是否留意到一個“物理修仙定律”?在“敖丙餡哪吒”與申正道打得膠著時,物理知識派上用場——“閃電在水里導電!但敖丙的冰是絕緣體!”那么為什么冰不導電?
冰是水在低溫下形成的固態物質,其分子結構具有一定的特殊性。水分子(H2O)由一個氧原子和兩個氫原子組成。氧原子帶有部分負電荷,氫原子帶有部分正電荷,它們通過共價鍵結合在一起,因缺少自由電子而形成高電阻物質。
任何物質的導電與否表現在它的體電阻,即內在自由電子或離子的多少。自由電子越多,導電越好,反之越差。這就是平常所說的導電電流的大小取決于電壓、電阻的大小。
在純凈的液態水中,水分子之間存在著較強的氫鍵作用,可以形成自由電子的數量極少。而在固態冰中,水分子又通過氫鍵形成了規則的晶體結構。可以用來導電的自由電子更少,體電阻更高,自然導電性就很差了。
來源:數字北京科學中心