4攝氏度以下,是以下,水的體積什麼時候最大

2021-05-04 04:46:06 字數 1277 閱讀 3825

1樓:哀長征玄媚

現象:水與其他物質一樣,也受到熱脹冷縮的規律影響。當溫度降低,同樣重量的水就會收縮,然而這現象到了攝氏四度的時候就出現改變,四度以下的水反而會膨脹。

也就是說,四度的水是最重的,到了零度結冰時,冰就比水更輕。

原因是什麼呢?

由於水分子是極性很強的分子,能通過氫鍵結合成締合分子(多個水分子組合在一起)。液態水,除含有簡單的水分子(h2o)外,同時還含有締合分子,最典型的兩種是(h2o)2和(h2o)3,前者稱為雙分子締合水分子。物質的密度由物質內分子的平均間距決定。

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,當溫度升高到3.98℃(101kpa)時水分子多以雙分子締合水分子的形式存在(在水溫由0℃升至4℃的過程中,由締合水分子氫鍵斷裂引起水密度增大的作用,比由分子熱運動速度加快引起水密度減小的作用更大,所以在這個過程中,水的密度隨溫度的增高而加大。),分子佔據空間相對減小,此時水的密度最大。

如果溫度再繼續升高在3.98℃以上,一般物質熱脹冷縮的規律即占主導地位了。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一個巨大的締合分子,在冰中水分子的排布是每一個氧原子有四個氫原子為近鄰(兩個共價鍵,兩個氫鍵),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。

影響:這種妙不可言的奇特現象會使冬天裡海洋、江河和湖泊的水,於結冰之後浮到水面,而溫度較高的水則因較重而沉到冰塊之下。最後,當整個水面凍結成冰,下層的水卻仍然繼續保持其液體形態,不受寒冬的影響,而海洋湖泊內中的生命,亦因此得以存活。

同樣的熱脹冷縮道理,對陸地上帶有水分的泥土,也是一份難得的祝福。在冬天,泥土中的水分固然會結冰,卻因水分的體積變大而同時令泥土略為漲大。結果每次從寒冬到初春,氣溫降低之後又再回升,大地中的水分先從水漲大成為冰,又從冰縮小變成水,大地就藉此經歷一個天然的鬆土過程。

泥土不但鬆開了,而且還帶有充足的水分,農作物因而得以生長!水在四度時最重,實在是精彩的設計。

結論:以上談論的只是一個客觀的現象,一個事實。但這個事實讓我感覺很神奇,讓我總是想問:

為什麼偏偏正好?如果水的密度不是這麼的特殊,那麼冬天一來,湖裡的水當表面結冰之後,因為它密度大於下面的水,所以它將下沉到水底,而表面又被水取代,水受冷之後,再次結冰,再次下沉,如此繼續下去,將只有一個結果:那就是整個湖泊裡的水全部都結了冰,於是水裡的生命全部死亡!

所幸的是:水很特殊,所以生命得以保全。我感覺整個這一切很奇妙,難道這是偶然而來的?

2樓:烏雅微蘭戢緞

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