為什麼冰的密度比水小為什麼水的密度比冰大

2021-03-05 09:18:24 字數 5039 閱讀 6292

1樓:匿名使用者

液態水,除含有簡單的水分子(h2o)外,同時還含有締合分子(h2o)2和(h2o)3等,當溫度在0℃水未結冰時,大多數水分子是以(h2o)3的締合分子存在,當溫度公升高到3.98 ℃(101 kpa)時,水分子多以(h2o)2締合分子形式存在,分子佔據空間相對減小,此時水的密度最大。如果溫度再繼續公升高在3.

98 ℃以上,一般物質熱脹冷縮的規律即佔主導地位了。水溫降到0 ℃時,水結成冰,水結冰時幾乎全部分子締合在一起成為乙個巨大的締合分子,在冰中水分子的排布是每乙個氧原子有四個氫原子為近鄰(兩個共價鍵,兩個氫鍵),一種排布導致成一種敞開結構,也就是說冰的結構中有較大的空隙,所以冰的密度反比同溫度的水小。

2樓:匿名使用者

冰比水輕

--(原載2023年12月《開明少年》)

冰比水輕,大家井不覺得奇怪,其實是一件非常奇怪的事。

咱們把一團豬油放在鍋子裡,等它熔化了,再加進一團去。這團凝固的豬油,一定沉到熔化的豬油

下面,決不會浮在面上。

在鍋子裡熔錫也乙個樣。錫塊總是沉在融錫下面。差不多所有的物質都乙個樣,在固態的時候,密

度都比在液態的時候大。

冰的密度反而比水小,所以能浮在水面上。在自然界中,這種情形是很少見的。

為什麼冰的密度反而比水小呢?原因只有乙個,就是水在結冰的時候,體積增大了,違背了「熱脹冷

縮」的常規。

水在結冰的時候體積會膨脹,這倒是大家都知道的常識。冬天到來之前,我們把放在露天的水缸齊

口埋在地面下,蓋上稻草編成的缸蓋,就為的提防水結了冰會把水缸脹破。

有人做過這樣的試驗:冬天,他在兩個炸彈的鋼殼裡灌滿了水,用木塞塞緊了,放在露天過了一夜

。第二天早上去看,乙個炸彈殼的木塞給冰沖到了六七公尺以外,口子里長出一條冰柱;另乙個炸彈殼裂

了一道縫,冰從裂縫裡擠了出來。

到了冬天,放在露天的瓦缸都應該倒扣過來,免得積了水會凍裂。露天的自來水管得用稻草包紮起

來,結了冰放不出水來還是小事,凍裂了損失可大了。不能耐寒的花樹果樹和幼小的苗木,也得用稻草

包紮。樹木的細胞裡含的水要是結了冰,會把細胞膜脹破,植物的組織就給破壞了。

到了冬天,磚牆外層塗的水泥往往會整塊整塊往下掉;水泥鋪的場地路面往往會裂縫,甚至拱了起

來;都是冰在作怪。水泥只要稍稍有點兒裂縫,雨水就會滲進去;要是一結冰,體積一膨脹,就把水泥

給破壞了。

岩石崩裂也是這個道理。岩石的裂縫裡積了水,冬天一結冰,體積一膨脹,就把裂縫撐大一點兒;

第二年,裂縫裡積的水更多了,結了冰,裂縫就撐得更大了。這樣年復一年,大塊的岩石就從山上崩下

山來了。

如果水結冰的時候體積不膨脹,對於我們來說,不就減少了許多麻煩和損失嗎?初初想來,這話似

乎很有道理,可是再一想,水結冰的時候體積如果收縮,冰的密度不就比水大了嗎?不就要沉到水底下

去了嗎?水面上沒有冰,固然可以不妨礙航行,可是水一結冰就沉底,上層的水受了冷不是又要結冰嗎

?水底的冰越積越多,最後所有的江河湖海,都非連底凍結不可了,而且永遠不會融化。太陽的熱是達

不到海洋的底層的,海洋裡的植物動物當然都無法生存。我們知道,陸地上的植物動物最初都是從海邊

爬上岸來的。海洋連底凍結成冰,陸地上會不會有生物也成了問題。這樣一比較,你一定會作出正確的

判斷來了。

冰不但密度比水小,還不容易傳熱。水面上結了冰,能保護下層的水,使下層的水凍結得稍稍慢一

點兒。即使較小的池塘河溝,到了冬天連底凍結還是很少見的。連北冰洋的厚厚的冰塊下面,海水還照

常流動,魚還在自由自在地游泳。

水在結冰的時候體積要膨脹,如果硬不讓它膨脹,溫度即使降到0℃以下,水仍舊結不成冰。換句話

說,水受了壓力,凝固點就會降低。有人把水放在堅固的鋼筒裡做過實驗,證明了這個設想。

咱們沒有鋼筒,也可以證明水受到了壓力會降低凝固點。在冬天,我們找一大塊冰來,把它擱在兩

張桌子之間。拿一條鐵絲彎成個環,攔腰套在冰塊上。鐵絲環下面掛個沉甸甸的秤錘。我們會看到鐵絲

會慢慢地往下扣進冰塊。可是鐵絲k面的冰仍舊結得好好的,沒有被鐵絲扣過的痕跡。這是怎麼回事呢?

原來鐵絲環下面掛著個秤錘,它扣在冰塊上的壓力是很大的,受壓的一部分冰就化成水了。鐵絲再往下

扣,它上面的水失去了壓力,立刻又結成了冰。

溜冰就利用了這個原理。冰鞋底上有一雙冰刀,我們全身的重量,都在這雙薄薄的冰刀上。冰刀加

在冰上的壓力是很大的,使冰化成了水。冰刀和冰之間有了這一薄層水,像加了潤滑劑似的,就可以順

利地向前滑行了。玻璃比冰更滑溜,可是沒有人能穿了冰鞋在玻璃上溜的,就因為玻璃受了壓力不會融

化。 水在4 ℃時密度最大,冰的密度反而比水小(附圖)

由於水分子有很強的極性,能通過氫鍵結合成締合分子,如以下的結構式(虛線表示氫鍵)。

液態水,除含有簡單的水分子(h2o)外,同時還含有締合分子(h2o)2和(h2o)3等,當溫度在0℃水未結冰時,大多數水分子是以(h2o)3的締合分子存在,當溫度公升高到3.98 ℃(101 kpa)時,水分子多以(h2o)2締合分子形式存在,分子佔據空間相對減小,此時水的密度最大。如果溫度再繼續公升高在3.

98 ℃以上,一般物質熱脹冷縮的規律即佔主導地位了。水溫降到0 ℃時,水結成冰,水結冰時幾乎全部分子締合在一起成為乙個巨大的締合分子,在冰中水分子的排布是每乙個氧原子有四個氫原子為近鄰(兩個共價鍵,兩個氫鍵),如下圖所示。這樣一種排布導致成一種敞開結構,也就是說冰的結構中有較大的空隙,所以冰的密度反比同溫度的水小。

水分子間以氫鍵連線

另外,拆散締合分子需要消耗一定的能量,這也足以說明為什麼水有較大的比熱容的緣故。

3樓:匿名使用者

物質的屬性就這樣,自然決定的!

為什麼水的密度比冰大

4樓:匿名使用者

液態水,除含有簡單的水分子(h2o)外,同時還含有締合分子(h2o)2和(h2o)3等,當溫度在0℃水未結冰時,大多數水分子是以(h2o)3的締合分子存在,當溫度公升高到3.98 ℃(101 kpa)時,水分子多以(h2o)2締合分子形式存在,分子佔據空間相對減小,此時水的密度最大。如果溫度再繼續公升高在3.

98 ℃以上,一般物質熱脹冷縮的規律即佔主導地位了。水溫降到0 ℃時,水結成冰,水結冰時幾乎全部分子締合在一起成為乙個巨大的締合分子,在冰中水分子的排布是每乙個氧原子有四個氫原子為近鄰(兩個共價鍵,兩個氫鍵),如下圖所示。這樣一種排布導致成一種敞開結構,也就是說冰的結構中有較大的空隙,所以冰的密度反比同溫度的水小。

水分子間以氫鍵連線 另外,拆散締合分子需要消耗一定的能量,這也足以說明為什麼水有較大的比熱容的緣故。

水變成冰體積變大,是因為液態水中水分子之間存在著較強的氫鍵作用力.它比分子間的作用力(范得瓦耳斯力)大得多.當水處於液態時,在氫鍵力的作用下,水分子靠近,在巨集觀上就表現為體積小.

而變為固體時,水變為晶體,分子排列有了規律,分子間距離增大且被固定在乙個位置上,氫鍵的作用力削弱,巨集觀的表現為體積變大.

5樓:匿名使用者

液態的水在凝固成冰的時候,分子間的相互作用力使分子按一定的規則排列,每個分子都被四個分子所包圍,形成乙個結晶四面體.這種排列方式是比較鬆散的,使得冰晶體中的分子間的平均距離大於液態水中的分子間的平均距離.在液態水中,分子的排列比較混亂,不像冰中的分子那樣,按一定的規律排列.分子在液態中的運動雖然比在冰中更自由,但分子與分子間的平均距離比在冰中更小,所以水的密度比冰的密度大。

6樓:匿名使用者

在水結成冰時,水分子的運動不能破壞氫鍵,氫鍵起主要作用,它把水分子結起來形成有規則的空間結構結構,在乙個晶格中,四個氫原子在正四面體的頂點上,乙個氧原子位於四面體的中心.這樣,使分子間的空隙變大且保持一定,因此水結成冰時體積變大.而在水中分子運動既能破壞水分子之間的氫鍵束縛而又不使分子作劇烈運動導致分子間頻繁碰撞,各分子間可發生相對滑動而相互交錯,這樣就會互相填補空隙~因而體積變小~ 答案補充  水是一種特殊的液體。它在4℃時密度最大。溫度在4℃以上,液態水遵守一般熱脹冷縮規律。

4℃以下,原來水中呈線形分布的縮合分子中,出現一種像冰晶結構一樣的似冰締合分子,叫做"假冰晶體"。因為冰的密度比水小,「假冰晶體」的存在,降低了水的密度,這就是為什麼水在4℃時密度最大,低於4℃密度又要減小的秘密。

7樓:匿名使用者

某一質量的水變成冰,所含的粒子數不變,故質量不變,但體積增大了(事實),根據質量、體積、密度三者間的關係ρ=m/v,冰的質量不變但體積增大故密度減小,小於水。

8樓:方丈

水在4℃時密度最大,是由於水分子間有氫鍵締

合這樣的特殊結構所決定的。根據近代x射線的研究,證明了冰具有四面體的晶體結構。這個四面體是通過氫鍵形成的,是乙個敞開式的鬆弛結構,因為五個水分子不能把全部四面體的體積佔完,在冰中氫鍵把這些四面體聯絡起來,成為乙個整體。

這種通過氫鍵形成的定向有序排列,空間利用率較小,約佔34%、因此冰的密度較小。水溶解時拆散了大量的氫鍵,使整體化為四面體集團和零星的較小的「水分子集團」(即由氫鍵締合形成的一些締合分子),故液態水已經不象冰那樣完全是有序排列了,而是有一定程度的無序排列,即水分子間的距離不象冰中那樣固定,h2o分子可以由乙個四面體的微晶進入另一微晶中去。這樣分子間的空隙減少,密度就增大了。

溫度公升高時,水分子的四面體集團不斷被破壞,分子無序排列增多,使密度增大。但同時,分子間的熱運動也增加了分子間的距離,使密度又減小。這兩個矛盾的因素在4℃時達到平衡,因此,在4℃時水的密度最大。

過了4℃後,分子的熱運動使分子間的距離增大的因素,就佔優勢了,水的密度又開始減小

9樓:匿名使用者

就是那麼樣子唄在4攝氏度是水的密度最大,4攝氏度下水時熱縮冷漲

為什麼冰的密度比水小用氫鍵解釋

10樓:匿名使用者

^水的密度是1.0 g/cm^3,冰的密度是0.9 g/cm^3. 這就是為什麼冰浮在水上。

這是因為液態的水在凝固成冰的時候,分子間的相互作用力使分子按一定的規則排列,每個分子都被四個分子所包圍,形成乙個結晶四面體。這種排列是由分子間的范德華力決定的。在液態水中, 水分子是自由的,可以達到形成氫鍵的排列。

氫鍵的作用使得水分子之間靠近,對范德華力有一定抵消,造成水分子之間的平均距離小於冰晶的分子間距離。

所以水的密度比冰的密度大.

冰的密度小於水的密度的原因為什麼冰比水的密度小

水的分子是由乙個氧原 子和兩個氫原子構成的。由於氧原子吸引電子的能力較大,於是氧原子便帶有部分負電荷,而氫原子則帶有部分正電荷。在液態的時候,帶正電荷的氫緊緊地被另乙個水分子的氧原子吸著,形成氫鍵。氫鍵在高中的時候我們將學習。當溫度在4 時,水分子排列是緊密的,這時水的密度最高。可是在0 的時候,水...

為什麼冰中含有密度大於水的物體,冰化為水後液面下降

冰比水的密度小,化成水質量是相同的 質量 密度 體積,所以體積就小了 水在0到4攝氏度時會出現密度反常現象。就是說0到4攝氏度的溫度範圍內,水的密度隨著溫度的公升高而變大,也就有了冰融化為水時的體積變小。因為冰比水的密度小,冰的體積大,化成水就體積小了 浮大水上的冰溶化後,不面高度不變 而密度大於水...

為什麼同質量的冰比水的體積大同樣質量的冰和水哪個體積大?為什麼?

因為水的密度大。純水的密度是1.0克 立方厘米,冰的密度是0.8克 立方厘米。而 體積 質量 密度,所以相同的質量冰的體積大。 因為水的密度大,冰的密度小,結冰後,分子間空隙變大,而總質量不變,所以體積會變大,而且水的密度是1,冰是0.9.熱漲冷縮並不是適合所有物體, 高山愛你 水凝固時回放出氣體。...