固體的密度應比液體大為什麼水結成冰後體積會變大

時間 2022-02-14 04:15:25

1樓:笑談詞窮

一般情況下,物體遵守熱脹冷縮,也就是對於同一物體「固體的密度應比液體大」

可是水卻相反,這原因涉及到化學。

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,當溫度公升高到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℃公升至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),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。

2樓:啟宇看世界

當水溫度降低時,會結晶那就是冰塊.結晶就是分子排整齊的狀態,此時分子與分子間的空間增加(也就是密度變小),因此水結成冰後體積會變大.

由於水的密度是1g/cm3,而冰的密度約為0.9g/cm3,所以對於一定質量的水凝固成冰後,由於質量不變,而密度減小,所以它的體積要變大為原來的10/9(約1.11倍).

如果水比較多,那麼這個體積的變化量就會比較可觀.同時,水變成冰體積變大時產生的力量大得驚人,足以破壞甚至是石質材料.所以北方冬天晚上有自來水水管爆裂的現象,就是因為沒有事先放盡水管中水.

同理,一些列車晚上要放出水箱中的水,待第二天早上再注滿水,也是怕水凍成冰後脹裂水箱.假如10克的水,密度為1克/立方厘公尺,體積為10立方厘公尺;10克的水結成冰以後,密度為0.9克/立方厘公尺,體積為10÷0.

9=100/9克/立方厘公尺,體積增加了:(100/9-10)÷10=1/9.

10克冰,密度0.9,體積為100/9立方厘公尺,化成水以後,體積為:10/1=10立方厘公尺,體積增加了:(100/9-10)÷(100/9)=1/10.

即:水結成冰,體積增加1/9;冰化成水,體積減少1/10.

為什麼水結成冰以後體積會增大

3樓:神奇女俠

一般情況下,物體遵守熱脹冷縮,也就是對於同一物體「固體的密度應比液體大」可是水卻相反,這原因涉及到化學.水結成冰後,質量不變,因為冰密度變小,所以體積變大。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.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,當溫度公升高到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℃公升至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,

4樓:和藹的

這涉及到物理耶,因為水有乙個氫鍵

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,水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.

同樣,氫鍵的存在也是解釋水在4攝氏度時密度最大的原因.

5樓:

增高而加大.),分子佔據空間相對減小,

6樓:檸檬的朋友

因為萬物皆以為,水變得更什麼什麼。

水的由液體變成固體,體積會變大嗎

7樓:**雞取

相同質量的水由液體變成固體,體積會變大。

冰的密度比水略小,冰的結晶是水分子呈六角形規則排列的結構。加熱之後,首先是乙個水分子從結晶脫離,開始自由運動,而這個水分子並不會回到原來的位置,從而導致結晶出現歪曲。

冰是水在自然界中的固體形態,在常壓環境下,溫度高於零攝氏度時,冰就會開始融化,變為液態水。日本乙個研究小組發現,冰開始融化的時候,是以結晶內的乙個水分子開始脫離結晶為契機,相關機制有助於弄清含水的蛋白質出現結構變化的機制。

8樓:匿名使用者

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附近,氫鍵的作用力削弱,巨集觀的表現為體積變大.

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