在2025年春节期间,中国动画电影《哪吒之魔童闹海》迅速压倒所有影片,登顶中国影史票房榜首。这部影片的剧情发展中,一个扎实的物理知识引发了观众的讨论——冰是否导电?这一问题的答案可谓科学迷们的“冷”知识,而《哪吒2》则通过这一设定让它变得更引人入胜。
物理学的基础原理告诉我们,物质能够导电主要依赖于其中可自由移动的电子或离子。南京信息工程大学的刘玉柱教授对此进行了深入解析。他指出,纯净的水几乎是不导电的。因为纯水作为一种极弱的电解质,其内部的自由移动离子数量极少,几乎能被忽略。然而,生活中我们接触的大多数水都含有矿物质和杂质,这使得水具有了一定的导电性。当水中溶解了盐,例如氯化钠时,盐会离解为钠离子和氯离子,这些离子可以在电场的作用下自由移动,从而构成电流。
那么冰呢?冰的组成都来自水分子通过氢键形成的晶体结构,其中的水分子被紧紧固定,因而无法自由移动,为何生活中常遇到的冰却会表现出某种导电性呢?这就得归结于冰中的杂质。冰中常常含有各种杂质材料,尤其是自然环境中的冰,像海冰,通常就会因为其中的盐分而具有导电性。不过即使是含杂质的冰,它的导电性依然比液态的非纯水要弱得多。
值得注意的是,当环境和温度接近0摄氏度,冰的表面会形成一层薄薄的水膜,当这层水膜中溶解了电解质,冰就可能因为水膜中的离子而展现出一定的导电性。
对于现代电力系统来说,冰的导电性可谓是“劲敌”。国网甘肃电力公司输电技术专家王津指出,覆冰可能会引起电力线路面临的多种灾害,包括过荷载、冰闪、覆冰舞动等,甚至有可能引发线路的断裂和杆塔的倒塌。而当冰体在绝缘子上聚集,并形成导电通道时,带有杂质的冰体就可能会引起绝缘子击穿,引发破坏性放电及极度影响电力系统的超负荷运行。
电气化铁路同样不可以忽视覆冰的影响。中铁第四勘察设计院的专家这样认为,覆冰会影响电流稳定性,甚至有可能导致电弧现象,严重时更会毁坏接触网的线索。
总而言之,从《哪吒2》的物理设定中,我们不仅仅可以解读出一段精彩的故事情节,更能借此机会探讨科学知识的有趣与实用。
面对这样精彩的电影不仅重新定义了冰的科学观,更让观众在享受视听盛宴之余,能够对生活中的冷知识有更深入的理解。返回搜狐,查看更加多