0至4摄氏度的水为什么是热缩冷涨?

来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/31 07:45:48
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0至4摄氏度的水为什么是热缩冷涨?

0至4摄氏度的水为什么是热缩冷涨?
这是水的反膨胀现象
水在4℃时密度最大,是由于水分子间有氢键缔合这样的特殊结构所决定的.冰具有四面体的晶体结构,这个四面体是通过氢键形成的,是一个敞开式的松弛结构,因为五个水分子不能把全部四面体的体积占完,在冰中氢键把这些四面体联系起来,成为一个整体.这种通过氢键形成的定向有序排列,空间利用率较小,约占34％、因此冰的密度较小.
冰溶解时拆散了大量的氢键,使整体化为四面体集团和零星的较小的“水分子集团”(即由氢键缔合形成的一些缔合分子),故液态水已经不象冰那样完全是有序排列了,而是有一定程度的无序排列,即水分子间的距离不象冰中那样固定,H2O分子可以由一个四面体的微晶进入另一微晶中去.这样分子间的空隙减少,密度就增大了.
温度升高时,水分子的四面体集团不断被破坏,分子无序排列增多,使密度增大.但同时,分子间的热运动也增加了分子间的距离,使密度又减小.这两个矛盾的因素在4℃时达到平衡,因此,在4℃时水的密度最大.过了4℃后,分子的热运动使分子间的距离增大的因素,就占优势了,水的密度又开始减小.

一定的水中的水分子间氢键多余冰，吸热，氢键的形成使体积减小。

继续冷下去就变成冰了，当然要更涨了。

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