为什么水结成冰以后体积会增大?

2024-12-28 09:43:38
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回答1:

一般情况下,物体遵守热胀冷缩,也就是对于同一物体“固体的密度应比液体大”可是水却相反,这原因涉及到化学.水结成冰后,质量不变,因为冰密度变小,所以体积变大。水的密度大,冰的密度小,结冰后,分子间空隙变大,而总质量不变,所以体积会变大,而且水的密度是1,冰是0.9.

由于水分子是极性很强的分子,能通过氢键结合成缔合分子(多个水分子组合在一起).液态水,除含有简单的水分子(H2O)外,同时还含有缔合分子物质的密度由物质内分子的平均间距决定.当温度在0℃水未结冰时,大多数水分子是以(H2O)3的缔合分子存在,当温度升高到3.98℃(101kPa)时水分子多以双分子缔合水分子的形式存在(在水温由0℃升至4℃的过程中,由缔合水分子氢键断裂引起水密度增大的作用,比由分子热运动速度加快引起水密度减小的作用更大,所以在这个过程中,水的密度随温度的增高而加大.),分子占据空间相对减小,

回答2:

结冰后的体积会

回答3:

水结冰以后体积为什么会变大?知道的人真是不简单

回答4:

一般情况下,物体遵守热胀冷缩,也就是对于同一物体“固体的密度应比液体大”可是水却相反,结成冰后密度变小,又因为体积和密度的乘积等于质量,当质量不发生变化时,密度减小,所以体积增大。

水与冰的体积关系:

水结冰之后,体积增大,水的密度是1g/cm^3,冰的密度是0.9g/cm^3,所以质量不变的情况下,水和冰体积之比是9:10。

从化学角度分析:

由于水分子是极性很强的分子,能通过氢键结合成缔合分子(多个水分子组合在一起).液态水,除含有简单的水分子(H2O)外,同时还含有缔合分子,最典型的两种是(H2O)2和(H2O)3,前者称为双分子缔合水分子.物质的密度由物质内分子的平均间距决定.当温度在0℃水未结冰时,大多数水分子是以(H2O)3的缔合分子存在,当温度升高到3.98℃(101kPa)时水分子多以双分子缔合水分子的形式存在(在水温由0℃升至4℃的过程中,由缔合水分子氢键断裂引起水密度增大的作用,比由分子热运动速度加快引起水密度减小的作用更大,所以在这个过程中,水的密度随温度的增高而加大.),分子占据空间相对减小,此时水的密度最大.如果温度再继续升高在3.98℃以上,一般物质热胀冷缩的规律即占主导地位了.水温降到0℃时,水结成冰,水结冰时几乎全部分子缔合在一起成为一个巨大的缔合分子,在冰中水分子的排布是每一个氧原子有四个氢原子为近邻(两个共价键,两个氢键),这样一种排布导致成一种敞开结构,也就是说冰的结构中有较大的空隙,所以冰的密度反比同温度的水小。