4.5 水循环与水资源
1．教学目标
◆知识与技能
⑴能用水的三态变化解释自然界的一些水循环现象。
⑵知道水在生活、生产技术中的应用，了解水对人类生存的意义。
◆过程与方法
⑶通过观察图片，阅读资料，了解地球上水循环的过程和重要意义。
◆情感态度与价值观
⑷通过对自然界中水循环的了解，感受自然现象的美妙与和谐，培养学生热爱自然，热爱生活的情操。
⑸通过调查当地水资源的利用等活动，增强关心环境和节约用水的意识。
2．教材说明
本节课主要介绍了自然界的水循环，利用水的三态变化分析云、雨、雹、雪、雾、露、霜的形成，感受自然现象的美妙与和谐，引导学生了解我国水资源的现状，认识水对于人类的重要意义，从而使学生树立环保意识和节水意识。
前几节介绍了6种物态变化，而本节教材让学生运用这些知识解释云和雨等自然现象的成因，认识地球上水循环的过程，既是对前面知识的综合，又拓展了学生的视野。
本节的编写思路是：首先通过图片（图4-38）让学生感知自然界中的水在进行着周而复始的循环，再综合运用物态变化的知识，分析自然界中的水循环的具体过程和成因；然后从水循环拓展开去，以图文并茂的形式，引发学生认识水资源，了解水的珍贵；最后通过图例说明：人们不合理地利用水资源，将会给人类带来灾难，所以要保护水资源，节约用水。
旧教材没有这部分内容，新教材打破以往只重视知识体系的编排思路，通过水循环将物态变化的知识综合在了一起，另外“水循环”和“水资源”与第一节谈到的“全球变温”相呼应，引导学生关注人类的生存环境和可持续发展，培养学生的环保意识、节水意识，树立科学发展观。
本节教学重点：本节内容既为学生综合运用物态变化的知识搭建了一个平台，也是培养学生情感态度价值观的极好素材.分析云、雨、雹、雪、雾、露、霜等自然现象的成因，增强学生环境的意识和节水意识，是本节教学的重点。
本节教学难点：云、雨、雹、雪、雾、露、霜等自然现象的形成，涉及到多种物态变化，正确区分并合理解释它们的成因，是本节教学的难点。
3．教学建议
本节课没有新的概念，是前几节知识的综合运用，教学时可开放教学空间，让学生通过阅读教材、查询资料、交流讨论等方式，进行自主合作学习。
关于课的引入，教师可以先吟诵唐代诗人李白的著名诗句：“君不见黄河之水天上来，奔流到海不复回”，引起学生的注意，然后提出：那么水是不是从“天上”来的呢？水奔流到海之后是不是“不复回”了呢？学生对这两个问题肯定会有一番争论，在原有知识、经验的基础上，最后会逐渐达成共识，即地球上的水是不断循环的。
还可利用多媒体播放一些画面：辽阔的大海，飘荡的白云，皑皑的雪山，奔腾的江河……；同时配以画外音：地球上的水处于不停地运动、变化之中，地球是一个巨大的水循环系统。
为了激发学生的兴趣，也可以做一个“空中生水”的小实验：事先用冰箱的冷冻室冷冻一瓶易拉罐（里面最好结冰），上课时把刚从冰箱取出不久的易拉罐展示给学生，用干燥的毛巾将外壁擦干，学生观察到罐的外壁又出现了水珠。启发学生思考：外壁的水是从哪里来的？空气中的水蒸气又是从哪里来的？根据学生的回答引入：自然界中也存在类似的水循环的过程。
自然界中的水循环
教材通过图4-38及相关文字，说明地球上水循环的大体过程，引发学生对相关问题的思考，激发学习兴趣。
在具体教学中，可组织学生阅读教材后，回答下列问题：
①地球上的水是通过什么途径进入大气层的？（江海湖泊中的水蒸发，变成水蒸气进入大气层。）
②大气中的水又通过什么途径回到地球？（大气中的水蒸气冷却后，通过降水又回到地球。）
③如果自然界没有水循环将会出现哪些后果？（地球上有水的地方一直有水，无水的地方一直无水；淡水资源会逐渐枯竭等。）
通过以上问题的讨论，让学生初步理清地球上的水循环过程，并可从中领略大自然的美妙与和谐。
讨论后，可用图4.5-1的形式小结，便于学生直观地认识水循环的过程。
云、雨、雹、雪、雾、露、霜的形成
关于“云、雨、雹、雪、雾、露、霜”的成因，可以让学生阅读教材图4-39——图4-45及相关文字说明，理解它们的形成过程，明确这些过程中有哪些物态变化。
为了检查学生的学习效果，可让学生阅读后完成下列练习：江河湖海、土壤、植物中的水通过____________变成水蒸气，升入天空后，遇冷时，有的____________成小水滴，有的____________成小冰晶，形成千姿百态的云；云中的小水滴长大到一定程度后，降落到地面上，这就是___________；云中的小冰晶长大到一定程度后，降落到地面上，这就是____________。
在教学过程中，还可穿插如下小实验，帮助学生体验水循环的过程，并增加学习的兴趣。
实验1：人造雾和雨
如图4.5-2所示，向圆锥瓶内注入少量的温水，稍后取一干燥的蒸发皿盖在瓶口，在蒸发皿中放置一些冰块。请学生观察并思考：
（1）瓶口内出现了什么现象？是怎么产生的呢？（瓶口内出现了朦胧的“白雾”，这是温水蒸发形成的水蒸气又遇冷液化成了小水珠。）
（2）蒸发皿的底部出现了什么现象？是怎么形成的？（蒸发皿的底部出现了水珠，这也是温水蒸发形成的水蒸气遇冷液化而成的。）
（3）蒸发皿中的冰块发生了什么现象？（冰块逐渐熔化。）
（4）与实验现象相类似的自然现象有哪些？（雾、雨、露。）
实验2：制造云雾
器材：一只大铁筒，一只小铁筒，冰或雪、食盐
实验步骤：（1）制造小冰箱。在一只大铁筒里，放一只小铁筒，并在小铁筒底下及周围按3：1配料放许多冰块（或雪）和食盐，如图4.5-3所示。
（2）小铁筒内空气很快冷却，对着小铁筒哈一口气，筒内就出现淡淡的云雾在飘动。用手电筒照一下，这些云雾就清楚地显现出来。
解释：在大筒与小筒间放入3：1的冰块和食盐，因冰块吸热使小筒内气体的温度很低，向小筒内哈气，口中呼出的水蒸气遇到冷空气后液化，形成小水滴悬浮在小筒内。
水是珍贵的资源
可结合上面介绍的“水循环”引入：水循环使陆地上的淡水不断得到补充，那地球上的淡水是取之不尽，用之不竭的吗？引发学生争论，说出各自的理由，激发学生学习的积极性。为了使学生有感可发，同时培养学生通过各种渠道获取信息的能力，课前可布置学生上网浏览、到图书馆查阅，收集有关“水资源”的资料。
在学生讨论交流的基础上，指导学生阅读教材，并让学生列举产生水资源危机的种种原因，如：（1）地球上的水97.2%是海洋咸水，人类实际可直接利用的淡水不到0.03%；（2）人类对水资源的过量使用，超过了水资源自然更新的速度；（3）生产、生活对水体的污染，加剧水资源的短缺；（4）破坏森林，造成水土流失；（5）富营养化引发“赤潮”……
教学时，还可进一步组织学生讨论：破坏水资源会带给人类哪些危害？加深对水资源的认识。要特别注意充分利用各种社会资源，让学生结合身边的实际情况，认识破坏水资源给人们带来的危害。
通过以上教学，要让学生充分认识到水是地球上十分珍贵的资源，而我国是一个严重缺水的国家，但是我们身边的水浪费和污染情况却很严重，让学生树立起保护水资源的意识，积极参与到保护水资源的活动中来。
有效、合理利用水资源
这部分内容可以让学生自学阅读。
在阅读的基础上，鼓励学生结合自己的生活经验，谈谈应如何节约用水。通过学生的交流、讨论，对水资源的保护、开发、利用提出自己独特的见解。
还可指导学生课后对学校的用水情况作一个调查：了解学校每月用多少水？指出哪地方有浪费水的现象，设计一些有利于节水的方案，向学校提出一些合理化建议，并以班级名义写一份倡议书张贴在学校宣传栏，呼吁全体师生节约用水、珍惜水资源。
4．教学评价
●课堂测评
1．雨、露、霜、冰都是自然界中水的“化身”，其中由空气中的水蒸气凝华而成的是（ ）
A．雨 B．露 C．霜 D．冰
2．曾经“其水澄澈，冬夏不减”的罗布泊，现已干涸无水，附近曾繁华一时的楼兰古国早已被茫茫沙漠所吞没。造成罗布泊干涸的原因不可能是下列哪一种？（ ）
A．自然蒸发 B．无节制的引流灌溉
C．土地沙化 D．过度放牧
3．以下说法中正确的是（ ）
A．到处都是水，淡水资源是取之不尽、用之不竭的
B．人们可以直接利用的淡水不到地球上水的0.03%,所以要保护水资源
C．保护水资源，只要减少污染就行了
D．只要节约用水，就能保护好水资源
4．水蒸气在高空遇冷时，有的 成小水滴，有的 成小冰晶，形成千姿白态的云。
5．春秋季节，夜间气温降低时，空气中的水蒸气在较冷的地面 成小水珠，这就是露。
6．地球上的水在不停地循环着，在循环过程中水的状态不断地发生变化，如图4.5-4所示。
a．请根据水循环示意图，简单描述水循环过程。
b．我国是严重缺水国家，合理利用和保护水资源是每个公民的责任。请你结合生活和生产实际，提出合理利用和保护水资源的具体措施（要求写出两条）。
【参】
1．C
2．A
3．B
4．液化 凝华
5．液化
6．a．太阳照射使陆地和海洋表面的水蒸发成水蒸气上升，水蒸气在空中遇冷液化成小水滴或凝华成小冰晶下落。b．合理利用水资源的措施有：采用滴灌或喷灌，节约用水，减少输水过程中水的蒸发等。保护水资源的措施有：节约用水，防止水污染，防止水土流失等。
●“自我评价与作业”指导
1．(略)
2．可以指导学生写一篇关于水资源的科普小论文，并在班里组织交流。
3．云、雨、露、雾是水蒸气液化形成的；霜、雪是水蒸气凝华形成的。
四、课程资源
1．温度计的发展
现在人们使用的温度计种类繁多，根据所用测温物质的不同和测温范围的不同，有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、辐射温度计和光测温度计等。
世界上最早的温度计是意大利科学家伽利略(15-2) 于1593年发明的。他的第一只温度计是一根一端敞口的玻璃管，另一端带有核桃大的玻璃泡，如图1所示。使用时先给玻璃泡加热，然后把玻璃管插入水中。随着温度的变化，玻璃管中的水面就会上下移动，根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低。这种温度计，受外界大气压强等环境因素的影响较大，测量误差大。
伽利略的学生和其他科学家，在这个基础上反复改进，如把玻璃管倒过来，把液体放在管内，把玻璃管封闭等。比较突出的是法国人布利奥在1659年制造的温度计，他把玻璃泡的体积缩小，并把测温物质改为水银，这样的温度计已具备了现在温度计的雏形。
荷兰人华伦海特在1709年利用酒精，在1714年又利用水银作为测量物质，制造了更精确的温度计。他观察了水的沸腾温度、水和冰混合时的温度、盐水和冰混合时的温度；经过反复实验与核准，最后把一定浓度的盐水凝固时的温度定为0°F，把纯水凝固时的温度定为32°F，把标准大气压下水沸腾的温度定为212°F，用F代表华氏温度，这就是华氏温度计。
在华氏温度计出现的同时，法国人列缪尔(1683－1757)也设计制造了一种温度计。他认为水银的膨胀系数太小，不宜做测温物质。他专心研究用酒精作为测温物质的优点。他反复实践发现，含有1/5水的酒精，在水的结冰温度和沸腾温度之间，其体积的膨胀是从1000个体积单位增大到1080个体积单位。因此他把冰点和沸点之间分成80份，定为自己温度计的温度分度，这就是列氏温度计。
华氏温度计制成后又经过30多年，瑞典人摄尔修斯于1742年改进了华伦海特温度计的刻度，他把水的沸点定为零度，把水的冰点定为100度。后来他的同事施勒默尔把两个温度点的数值又倒过来，就成了现在的百分温度，即摄氏温度，用°C表示。华氏温度与摄氏温度的关系为°F＝9/5°C+32，或°C＝5／9(°F－32)。
现在英、美国家多用华氏温度，德国多用列氏温度，而世界科技界和工农业生产中，以及我国、法国等大多数国家则多用摄氏温度。随着科学技术的发展和现代工业技术的需要，测温技术也不断地改进和提高。由于测温范围越来越广，根据不同的要求，又制造出不同需要的测温仪器。下面介绍几种。
气体温度计多用氢气或氦气作测温物质，因为氢气和氦气的液化温度很低，接近于绝对零度，故它的测温范围很广。这种温度计精确度很高，多用于精密测量。
电阻温度计分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计，都是根据电阻值随温度的变化这一特性制成的。金属温度计主要有用铂、金、铜、镍等纯金属的及铑铁、磷青铜合金的；半导体温度计主要用碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠，已广泛应用。它的测量范围为-260°C至600°C左右。
温差电偶温度计是一种工业上广泛应用的测温仪器。利用温差电现象制成。两种不同的金属丝焊接在一起形成工作端，另两端与测量仪表连接，形成电路。把工作端放在被测温度处，工作端与自由端温度不同时，就会出现电动势，因而有电流通过回路。通过电学量的测量，利用已知处的温度，就可以测定另一处的温度。这种温度计多用铜——康铜、铁——康铜、镍铭——康铜、金钴——铜、铂——铑等组成。它适用于温差较大的两种物质之间，多用于高温和低浊测量。有的温差电偶能测量高达3000°C的高温，有的能测接近绝对零度的低温。
高温温度计是指专门用来测量500°C以上的温度的温度计，有光测温度计、比色温度计和辐射温度计。其测量范围为500°C至3000°C以上，不适用于测量低温。
2. 人的正常体温
每个人和周围的人都有着这样或者那样的不同，比如年龄、身高、体重，但是在一个数字上大家都一样，那就是体温37℃。
真是不可思议！我们的体温竟然会如此相似：不论是住在北极冰天雪地下的因纽特人，还是栖身于非洲伊图里森林的俾格米人，把温度计放在他们的舌头下，量出来的体温全都一样。同时，我们的体温还有个性质，就是维持基本恒定。无论你剧烈运动，挥汗如雨，还是心平气和，酣然入梦，体温基本保持不变。只要体温比正常值有0.5℃的变化，就会让你感到不舒服。如果体温比正常值上升或下降了1℃，你就需要去就诊。在体温方面，人和人是如此相似，实在是太奇妙了。呼吸、流汗、排泄以及其它身体的功能，维持体温的恒定。
严格地说，37℃只是体温概略的数字，因为身体各部位的温度会略有差别。我们皮肤的温度通常比体内的温度大约低3℃到4℃，你可以把温度计放在舌头下，或用手握住量一量，就会看到差别。此外，由于活动所产生的器官的新陈代谢与血液流动的变化，也会使体温略有改变。其实早在人们懂得测量体温以前，我们的祖先就已经假设，身体里面最热的部位是“热血沸腾”的心脏。但是现代研究发现，肝脏的温度在38℃上下，荣登人体最热器官的宝座。在一天当中，人的体温也是稍有变化的，下午的时候会缓慢上升到最高点，一般会比在夜间最低的温度高出将近1度，所以37℃仅是人体全天体温的平均值。
3. 烧不着的布条
找一块棉布条，用水淋湿，在中间部分滴上酒精，然后用手拿着布条的两端，把布条张开，用蜡烛的火焰烧有酒精的部分。有趣的现象出现了：在棉布条正对火焰的上方升起了火焰，好象烛焰穿过了布条。拿下布条一看，真奇怪，棉布条并没有烧焦。
还可以做一个实验：用一张纸折成一只小纸锅，里面盛上水，四角穿上四根线绳把它吊起来，下面点一支蜡烛。通常情况下，纸很快就被烧着了，可是现在水都烧开了，纸锅仍未着火。
这是为什么呢？原来水在沸腾的过程中（只要有水存在），温度不会再升高，始终保持100℃，而布和纸的燃烧温度都超过100℃。因此，虽然酒精燃烧了，水也烧开了，但是在水的保护下，布和纸没有被烧着。“烧不着的布条”是魔术师经常表演的一个节目。
下面讲一个有关意大利著名物理学家费米的故事。费米一生有很多杰出的发现和发明，他所以能有那么大的成就，就是因为他非常善于把理论知识同实验结合起来。据说他在罗马大学当教授的时侯。喜欢和学生讨论一个个的实际问题。他一边分析，一边实验，问题解决了，学生也学到了思考问题和解决问题的方法。
有一次，费米问一位同学：烧菜用的橄榄油，它的沸点比锡锅的熔点高，但人们却能够在锡制的平底锅里用橄榄油煎东西，看起来油沸腾了，锡锅并没有烧坏，这是什么缘故？
你能回答这个问题吗？
这个问题是这样解释的：煎东西的时候，看起来好象是油沸腾了，实际上油并没有沸腾，而是食物里的水分在沸腾，我们知道水的沸点是100℃，它沸腾时，要变成气体跑掉，带走大量的热，这样油的温度不会升得很高，比锡的熔点（232℃）低，所以锡锅不会熔化。
4．沸腾的成因
沸腾是一种剧烈的汽化现象，它总伴随着气泡的产生、上升和破裂过程。对于沸腾的成因，要从分析气泡的变化入手，弄清沸腾的微观机制，对沸腾的成因才能有全面正确的认识。
我们知道，水中溶有少量空气，容器壁的表面小空穴中也吸附着空气，这些小气泡起汽化核的作用。水对空气的溶解度及器壁对空气的吸附量随温度的升高而减少，当水被加热时，气泡首先在受热的器壁上生成。
气泡生成之后，由于水继续被加热，在受热壁附近形成过热水层，它将不断地向小气泡内蒸发水蒸汽。泡内除了原有的空气外，又增加了水蒸汽，使泡内的压强（空气压与蒸汽压之和）不断增大，结果使气泡的体积不断膨胀，气泡所受的浮力也随之增大。当气泡所受的浮力大于气泡与器壁间的附着力时，气泡便离开器壁开始上浮。
在沸腾前，容器里各水层的温度不同，受热壁附近水层的温度较高，水面附近的温度较低。气泡在上升过程中不仅泡内空气的压强随水温的降低而降低，泡内有一部分水蒸汽凝结成水饱和蒸汽压亦在减小，而外界压强基本不变，此时，泡外压强大于泡内压强，于是，上浮的气泡在上升过程中体积将缩小。当水温接近沸点时，有大量的气泡涌现，接连不断地上升，并迅速地由大变小，使水剧烈振荡，产生“嗡、嗡”的响声。这就是“响水不开”的道理。
对水继续加热，由于对流和气泡不断地将热能带至中、上层，使整个容器的水温趋于一致，此时，气泡脱离器壁上浮，其内部的饱和水蒸汽将不会凝结，饱和蒸汽压趋于一个稳定值。气泡在上浮过程中，液体对气泡的静压强随着水的深度变小而减小，因此气泡壁所受的外压强与其内压强相比也在逐渐减小，气泡液一气分界面上的力学平衡遭破坏，气泡迅速膨胀，加速上浮，直至水面释放出蒸汽和空气，水开始沸腾了。水沸腾时，虽然水温不再变化，但水仍不断地从外界热源吸取热量，这些能量供给液体分子克服液体内部分子间的引力，逸出液体进入气泡内，气泡内的混合气体质量也在不断增大。
自然界的各种物质都是由大量微观粒子构成的。当大量微观粒子在一定的压强和温度下相互聚集为一种稳定的状态时，就叫做“物质的一种状态”，简称为物态。在19世纪，人们还只能根据物质的宏观特征来区分物质的状态，那时还只知道有三种状态，即固态、液态和气态。初中的物态变化，就是讲这三种常见的物质状态间的变化问题。
一般说来，任何一种物质，在温度、压强等发生变化时，都会呈现不同的物态，研究物态变化对于深入了解物质的结构及性质，对于研制新材料及新物质，都具有很大的现实意义。
气体物质处于高温条件下，原子、分子激烈碰撞被电离，或者气体物质被射线照射以后，原子被电离，整个气体含有足够数量的离子和带负电的电子，而且一般情况下正负电荷量几乎处处相等，这种聚集态叫等离子态。如果物质处于极高的压力作用下，例如压强超过大气压的140万倍，组成物质的所有原子的电子壳层都会被“挤破”，电子都变成为“公有”，原子失去了它原来的化学特征。这些“光身”的原子核在高压作用下会紧密地堆积起来(当然，再紧密也会有电子存在和活动的空隙)，成为密度非常大的(大约是水的密度的3万至6．5万倍)状态，称为超固态。有些书籍把等离子态称为物质的第四态，把超固态称为物质的第五种状态。
进一步从物质的内部结构去考虑，物态就远不止这几种了。例如，在固体物质中，有的其内部微观粒子呈周期性、对称性的规则排列，称为结晶态。而另外一些，如玻璃、沥青等物质，常温下虽然也有固定的形状和体积，不能流动，但其内部结构则更像液体，称为玻璃态(非晶体)。还有一些有机物质，能够流动，又具有某些晶体的光学特性，是介于液态和结晶态之间的状态，称为液晶态。很多物质在极低的温度下，会出现电阻消失的现象，称为超导态；在极低的温度下，某些液体的粘滞性会完全消失，叫做超流态。在巨大的压力下，平时是气体的氢，可以转变为具有金属特性的固态，称为金属氢态。天文学家发现，在宇宙中存在着比超固态密度更大的物质状态，例如组成中子星的中子态，还有密度更高的超子态、反常中子态、黑洞等等。由于反粒子，如反质子、反电子、反中子等都已被发现，有人预言在宇宙中会存在着全部由反粒子构成的反物质世界，但还没有得到证实。1998年6月3日，美国发射的航天飞机“发现者”号装载了一台α磁谱仪，期望探测到宇宙空间中可能存在的反物质，其中一个关键部件是由中国科学院电工研究所制造的直径1200mm、高800mm、中心磁感强度为0．1340T的永久磁体。
图3
6．新型导热装置 —— 热管
热管是 20 世纪 80 年代制出来的一种导热本领非常大的装置，它比铜的导热本领大上千倍，而它的结构却并不复杂。在热管的内壁衬了一层多孔的材料，叫做吸收芯，它吸收了一些象酒精、乙醚之类的易挥发的液体，然后把两头密封起来，这就是其貌不扬，能力过 “ 人 ” 的热管。
为什么当管的一端受热时，热量会很快从一端传到另一端？
原来，在所有的普通导热材料中，以金属导热为最快，但金属的热传导有一个过程。而热管的“高明”之处在于巧用汽化热，当管子一头受热时，吸液芯中的液体马上吸热汽化，液体分子变为速度极高的气体分子很快“飞”到管子另一端，与管壁相碰交出了热量冷却为液体，经吸液芯毛细管的作用回到热端再重复以上的过程，不一会儿，热量就传过去了，所以它的导热比金属快得多。
热管是极有用的特殊人工材料，在宇宙飞船、卫星等人造天体中装上热管，可使晒太阳的一面与不晒太阳的一面温差大大减小，保持人造天体各部分温度基本均匀，保证了人造天体内各种仪器、仪表的正常工作。
开采石油的输在冬天易冻结，利用热管可以把地下深处的地热引到输中，达到防冻的目的；在公路下埋上热管，则成了寒冬的不结冰的公路。有些不允许直接加热的设备可以利用热管间接加热，颇为方便。同时，热管也可以作为高效散热器，提高热效率。
7.为什么温水比冷水结冰快？
有经验的汽车驾驶员都知道，冬天洗车最好用冷水而不用温水，否则温水一沾到车厢便会马上结冰。难道温水比冷水结冰快？这是为什么呢？
其实，解释不了这个奇怪的自然现象是非常正常的，因为迄今为止，连科学家也没有搞清楚：为什么冬天温水比冷水冰得快？当今世界上还没有人能够破解这个看似稀松平常的自然之谜。据说，古希腊人曾发现了这个有意思的自然现象，但他们没有找到答案。
1969年，一名坦桑尼亚大学生艾拉斯托·穆宾巴正式向全世界提出这个问题：为什么冬天温水比冷水冻得快？从那以后，这个问题才被全世界科学家所关注。据说，1969年盛夏，艾拉斯托·穆宾巴想亲手制作冰激凌，他把一杯由牛奶和糖水等物质相混合、还没有放凉的温热液体放进了冰箱冷冻室，结果他惊讶地发现，这次液体结晶得比以往任何一次都快，他很快就吃到了自己亲手制作的冰激凌。这个有趣的发现激发他深入研究的欲望。从那以后，艾拉斯托·穆宾巴相继做了很多温水冷冻实验，写了很多篇研究报告，由于艾拉斯托·穆宾巴的突出贡献，这个神奇的自然现象现在被科学界称为“穆宾巴效应”。
现在，在许多解释中最为普遍的是温差理论：因为温水与周围环境之间的温差大于冷水与周围环境之间的温差，温差大温水中水分子的能量会很快散发到周围环境中。当然，这个理论仍然遭到许多科学家的质疑，因为按照这个理论，冷水与周围环境之间的温差小，冷水分子能量失去较慢，那么出现的问题是，温水终究要变成冷水，它变成冷水后结晶速度应该与冷水直接冷冻一样。因此，考虑到把温水冷却成冷水时耗费的时间，应该得出结论，即无论怎样冷水都应该比温水冷冻得快。看来，这个“温差理论”也不值得信任。
那么，温水到底缘何比冷水冻得快呢？温水在冷冻过程中肯定还有一个至今未被人们认识的机理。也许不久的将来，科学家会解开藏在我们身边的这个谜团。
8. 烫手的冰
我们习惯上认为，水的固体状态——冰不能在0℃以上存在。可是物理学家布里治曼的研究告诉我们却不是这样：在极高的压力下，水能够在比0℃高得多的温度里变成固体，并且保持固体状态。
布里治曼指出，冰不止有一种，而有好几种。有一种冰，他叫它为“第五种冰”，是在20600个大气压下得到的，它在76℃的温度里还能保持着固体状态。它可能会烫坏我们的手指——假如我们能够摸到它的话。可是我们没有可能跟它接触，因为“第五种冰”是在最好的钢制成的厚壁容器里用极强的压力机加上极大的压力才制成的。我们只能用间接的方法来知道这种“热冰”的性质。说来很有趣，“热冰”的密度比普通冰高，甚至比水高：它的密度是1．05×103kg／m3。
9.水污染种种
人类的生产、生活中离不开水，水是生命之源。水污染有多种原因。
1.生活污水、牲畜污水、食品工业和造纸工业废水中，含有大量的碳水化合物、蛋白质、油质和木质素等形成水的需氧物质污染。
2.植物营养物质污染：生活污水、含磷洗涤剂的污水、食品及化肥工业的废水中，均含有磷、氮等植物营养物质，可导致湖每中的水富营养化，引发“赤潮