冬天里的水凝固体积会变大吗?
水凝固成冰后体积会变大,因为冰的密度ρ冰=0.9×10³kg/m³,水的密度ρ水=1.0×10³kg/m³,而V=m/ρ,水凝固成冰后,质量不变,密度变小,所以体积会增大。
液态水中水分子之间存在着较强的氢键作用力,它比分子间的作用力(范得瓦耳斯力)大得多。当水处于液态时,在氢键力的作用下,水分子靠近,在宏观上就表现为体积小。而变为固体时,水变为晶体,分子排列有了规律,氢键的作用力削弱,宏观的表现为体积变大。
水结冰膨胀的原理:
冰结构的特殊性造成的,为保持稳定结构,冰中水分子键角增大,通过氢键形成正四面体的结构,其中的孔洞增加,因此体积增大。冰的密度比水小,冰的密度0.9g/cm3,水的密度是1g/cm3。根据密度=质量÷体积,水凝固成冰,质量不变,密度变小,则体积变大。
一般物体都是温度升高时体积增大,温度降低时体积减小。水在4℃以上,热胀冷缩,即温度升高体积增大,温度降低体积减小。但水在0℃~4℃之间,却出现反常膨胀现象,热缩冷胀,即温度升高体积减小,温度降低体积增大。
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