为什么水在4℃时,密度最大

发布网友发布时间：2022-05-13 20:18

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热心网友时间：2023-10-25 11:18

水在4℃时密度最大，而高于或低于4℃时，密度都随之减小。水的这种反常现象，一般有下列两种解释。
1．在0℃的水中仍保留一些非常微小的同冰的疏松结构相似的缔合分子（由单个分子结合成比较复杂的分子而不引起物质的化学性质改变的现象，叫做缔合作用，所成的分子叫做缔合分子）。当温度升高时，一方面由于水中含有的这种缔合分子不断被破坏，变成较紧密的排列，而使密度变大；另一方面，由于水分子的热运动增强，水分子间的距离加大而使密度减小。在4℃以下，第一种效应占优势，因而随着温度的升高而密度增大。在4℃以上，第二种效应占优势，因而随着温度的升高而密度减小，只有在4℃时密度最大。
2．在0℃时，水大部分是由(H2O)3分子组成的，当温度升高到4℃时，大多数(H2O)3分子就转化为(H2O)2分子。由于(H2O)2分子结合得最紧密，因而这时水的密度最大。当进一步升温时，则单个的分子逐渐增多，并且分子的动能逐渐加大，水分子间的距离逐渐加大而使密度逐渐减小。