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水4度时为什么密度最大

2022-05-24 来源:筏尚旅游网

因为当水的温度升高到4℃时,水分子多以双分子缔合水分子的形式存在,分子占据空间相对减小,此时水的密度最大。用水的缔合作用来解释:接近沸点的水,主要是以简单分子的状态存在的。冷却时由于温度降低,分子热运动减小,使水分子间的距离缩小;水的缔合度增大,(H2O)2缔合分子增多,分子间排列较紧密。

水温4℃上下,有两种使密度改变的效应:一是因温度升高,液态水的分子热运动加剧,分子间的距离增大,水的密度减小;另一种是因温度升高,水中所含有的冰晶体逐渐熔解,分子间的距离减小,密度增大。在1大气压下,水温低于4℃,后一种效应占优势;而水温高于4℃,前一种效应占优势。所以水在4°℃密度最大。

一般来说,大多数物体都有热胀冷缩的性质,温度越高,物质的密度越小。但水却是一个例外,热胀冷也胀,只有在4C时候,体积最小。高于4℃或低于4C时,体积都会膨胀。这种现象被称为“反常膨胀现象”。

水的这种特性给人们的日常生活造成一些损失,例如水结冰时体积膨胀所产生的力量,足以把水管、水泥制件等撑破。当然,也能给人类带来好处,特别是在保护鱼类和其他水中生物方面。

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