水在底於0攝氏度體積膨脹的原因

2023-05-17 07:55:15 字數 3332 閱讀 7376

1樓:雨落凡塵

是因為氫鍵 零度以上由於分子熱運動強氫鍵無法形成,水分子無規則排列, 零度以下熱運動減弱,就形成氫鍵了,水分子變為有規則排列,所以體積就變大了。 這就像乙個個放在方格仔裡的蘋果一樣,你把格仔去掉,讓蘋果自由堆在一起,蘋果佔的體積就會減小。因為由規則排列變成了自由無規則排列。

2樓:匿名使用者

是因為冰和水中的氫鍵.

h2o分子間存在氫鍵的相互作用,在冰裡是晶體狀態形成四面體形,在水中是很多絞在一起的用氫鍵相連的水分子鏈,所以會反膨脹。

3樓:匿名使用者

水在4攝氏度的時候密度是,低於4攝氏度的時候水就會膨脹,何況是0度!原始的大地都是海洋,如果冰不浮上來,那海底的植物就不會生長,就不會進行光合作用,就沒有現在了!

大自然的神奇!

4樓:老屋知道

是因為冰和水中的氫氧鍵的狀態不同.

水(h2o)分子間存在氫鍵的相互作用,在冰裡水分子是晶體狀態形成四面體結構,在水中是很多絞在一起的用氫鍵相連的水分子網狀鏈,所以冰的體積要大。

5樓:匿名使用者

大自然的造化,無原因。如果水在低於0攝氏度體積不膨脹,就無法浮上來,那麼以前我們在水中的祖先,就全冷死了,所以大自然這樣安排,誰也無法抗拒,但應該感謝水的這種特性。

6樓:金恩順

自然規律啊。。。和密度有關係吧。

7樓:網友

是由水質物理性質決定的;

水為什麼在4攝氏度時會膨脹?

8樓:great旺者風範

這個事情需要從冰談起,在乙個標準大氣壓下(下同),0℃時,水這種物質有3種形態:冰、冰水混合物、液態水,給0℃的冰持續提供能量,可以變為0℃的冰水混合物,並最終變為0℃的水,如果繼續提供能量,水的溫度會公升高。此外,水分子之間相互存在著一種叫做「氫鍵」的相互作用,它具有方向性,使得水分子的排列具有一定的距離和相對方位。

當水結成冰以後,水分子之間相互以氫鍵相連,形成冰晶格。由於氫鍵具有方向性,水分子之間排列地很「規矩」,就像大家體育課的熱身操一樣,需要保持至少兩臂的距離,否則做熱身操會打到對方,相互之間有著很大的空隙(如下圖),導致了(相同質量)冰的體積更大。

冰的熔化熱為,氫鍵的鍵能(即斷裂1mol氫鍵所需要的能量)為,斷裂冰中氫鍵所需要的能量是熔化冰所需能量的3倍還多,說明0℃的水中存在大量的氫鍵。

這些氫鍵使得水分子抱團,但是各個集團之間可以相互跑動,類似熱身操結束,大家開始小組遊戲,小組內依然保持合適的距離,但不同小組玩的遊戲不同,小組之間沒有距離限制,可以離的近一些,於是體積縮小。

繼續注入能量,水開始公升溫,抱團的水分子之間的氫鍵也開始斷裂,就像分為更小的小組,於是體積進一步減小。但是溫度公升高,水分子的熱運動也加劇,類似天氣很熱,大家不想扎堆,這種因素帶來體積的增大。熱運動加劇和氫鍵進一步斷裂兩種影響相互競爭,在4℃時候兩種影響達到平衡:

4℃以下,氫鍵影響更大,熱縮冷脹;4℃以上,熱運動影響更大,熱脹冷縮。

9樓:樂樂

水分子中存在h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,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。

10樓:匿名使用者

這句話其實是不對的,水的密度在4℃時候是最大的,所以應該這麼說,水在4℃的時候,他會縮小。

這主要是和水分子之間的互相作用力有關係。和水分子之間的氫鍵可能也有一些關係。

水具有反常膨脹的特性.如圖所示為水的密度在0℃~10℃範圍內隨溫度變化的曲線.根據圖象可知,溫度等於

11樓:伍用

4;熱縮冷脹。

試題分析:在圖象中找出密度最大的位置,看對應的溫度是多少;

根據圖象找出0℃~4℃水密度的變化情況,得出結論.有圖象可知,在4℃時水的密度是最大的;

在0℃~4℃範圍內,溫度公升高時水的密度是逐漸變大的,體積就是逐漸變小的,所以是熱縮冷脹.

點評:此題考查的是我們對於圖象的分析能力.是一道重點題。

水在零下4攝氏度時體積為什麼會開始變大

12樓:騎天乾蒿曜

水具有反常膨脹現象。

一般物質由於溫度影響,其體積為熱脹冷縮。但也有少數熱縮冷脹的物質,如水、銻、鉍、液態鐵等,在某種條件下恰好與上面的情況相反。實驗證明,對0℃的水加熱到4℃時,其體積不但不增大,反而縮小。

當水的溫度高於4℃時,它的體積才會隨著溫度的公升高而膨脹。

因此,水在4℃時的體積最小,密度最大。湖泊裡水的表面,當冬季氣溫下降時,若水溫在4℃以上時,上層的水冷卻,體積縮小,密度變大,於是下沉到底部,而下層的暖水就公升到上層來。這樣,上層的冷水跟下層的暖水不斷地交換位置,整個的水溫逐漸降低。

這種熱的對流現象只能進行到所有水的溫度都達到4℃時為止。當水溫降到4℃以下時,上層的水反而膨脹,密度減小,於是冷水層停留在上面繼續冷卻,一直到溫度下降到0℃時,上面的冷水層結成了冰為止。以上階段熱的交換主要形式是對流。

當冰封水面之後,水的冷卻就完全依靠水的熱傳導方式來進行熱傳遞。由於水的導熱性能很差,因此湖底的水溫仍保持在4℃左右。這種水的反常膨脹特性,保證了水中的動植物,能在寒冷季節內生存下來。

這裡還應注意到,冰在冷卻時與一般物質相同,也是縮小的。受熱則膨脹,只有在0℃到4℃的範圍內的水才顯示出反常膨脹的現象來。

13樓:仝芳苓寸淼

這是由水的特性之一(反膨脹特性)所決定的!

初、高中階段只注重這個事實即可,理論解釋等待大學物質結構理論再研究吧!

14樓:美食八方匯

水結冰以後體積為什麼會變大?知道的人真是不簡單。

已知水在4℃以上時熱脹冷縮(即溫度公升高,其體積膨脹),在0℃~4℃之間是熱縮冷脹(即水在0℃~4℃之間

15樓:bs炭涯

水在4℃時密度最大,因此水的溫度由0℃上公升到4℃的過程中密度逐漸增大,由4℃公升高到10℃的過程中密度逐漸減小,故選d.

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