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科普·流量明星||《哪吒2》中敖丙用这个“冷”知识战胜了申公豹他爹!修仙也要讲科学!

来源: 科普中国 时间: 2025-02-11

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  在《哪吒之魔童闹海》中,敖丙与申正道(申公豹的爹)在瀑布下激战,申正道化身为电,在水中疾驰穿梭,打得敖丙措手不及。敖丙为了限制他的移动速度,利用冰不导电的原理,把水瞬间冻结成冰,成功扭转局势!

  为什么水变成冰后,不导电了?

  纯水本身是一种极弱的电解质,仅会微弱电离出H+(氢离子)和OH-(氢氧根离子),电离程度极低,因此其导电性几乎可以忽略不计。

  但自然界的水通常含有杂质(如溶解的盐、矿物质等),这些杂质在水中电离,释放大量的自由离子,使水的导电性大大增强。

  水结成冰后,离子被“锁定”!

  当水冻结成冰后,水分子通过氢键形成规则的晶体结构,分子排列紧密且固定,原本自由移动的离子被“锁定”在晶格中,移动能力降低,导致电导率显著下降,使纯冰几乎成为绝缘体。

  冰的六方晶体结构,红色为氧原子,白色为氢原子图源:wikipedia

  而电流的形成需要自由电荷的定向移动。

  但如果冰中含有杂质,部分杂质离子仍能在晶格间隙中移动,使冰具备一定的导电性。例如,海冰因含盐分,其导电性高于纯冰。

  因此,导电性:自然界的水>>有杂质的冰>纯冰≈绝缘体。

  在电影中,敖丙与申正道的战斗

  不仅是法术的对决,也是物理的较量!

  ——修仙,也要讲科学!

  来源:科普中国

  策划&作者:小小蒲公英

  鸣谢:上海大学环境与化学工程学院副教授吴洋为本文提供科学指导

  注:封面&文中未标注图源图片均来自电影《哪吒之魔童闹海》官方微博

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供稿人:科普部

审核人:科普部