由于水分子是极性很强的分子,能通过氢键结合成缔合分子(多个水分子组合在一起)。液态水,除含有简单的水分子外,同时还含有缔合分子,最典型的两种是(H₂O)₂和(H₂O)₃,前者称为双分子缔合水分子。物质的密度由物质内分子的平均间距决定。
当温度在0℃水未结冰时,大多数水分子是以(H₂O)₃的缔合分子存在,当温度升高3.98℃(101kPa)时水分子多以双分子缔合水分子的形式存在,分子占据空间相对减小,此时水的密度最大。如果温度再继续升高在3.98℃以上,一般物质热胀冷缩的规律即占主导地位了。
在水温由0℃升至4℃的过程中,由缔合水分子氢键断裂引起水密度增大的作用,比由分子热运动速度加快引起水密度减小的作用更大,所以在这个过程中,水的密度随温度的增高而加大。
水温降到0℃时,水结成冰,水结冰时几乎全部分子缔合在一起成为一个巨大的缔合分子,在冰中水分子的排布是每一个氧原子有四个氢原子为近邻(两个共价键,两个氢键),这样一种排布导致成一种敞开结构,也就是说冰的结构中有较大的空隙,所以冰的密度反比同温度的水小。
水结冰其实是一种结晶的现象,结晶首先需要有凝结核,然后凝结核不断长大,最终长成大块晶体。其实水结冰的过程并不简单,不是说温度降低到0℃,水就会结冰的,还需要水中含有一些小微粒,作为水分子刚开始结冰时的附着物,水中含有的这种小微粒又叫晶核。
水分子的排列往往让氧原子朝外,氢原子朝内,而氧原子略带负电,因此喜欢周围是正电的环境。如周围的环境带正电,温度又是低于0℃,那么水就容易结冰,不管水中有没有晶核。
在更高的温度下开始结冰过程,水分子还需要一些其他的东西,比如灰尘、煤烟或其他杂质,这样水分子就可以在上面形成晶格,这就是成核的过程。
查看更多【物理知识点】内容圆柱体体积=底面积×高,表达式:V=sh=πR²h。计算圆柱体的体积时,首先计算圆柱体圆形底面的面积S,S=π*(d/2)=πR²;(π表示...
水变成冰体积变大,是因为液态水中水分子之间存在着的氢键。当水处于液态时,在氢键的作用下,水分子间距小,所以体积小.而变为固体时,氢键的作用力...
密度一定,质量和体积成正比。质量是量度物体惯性大小的物理量。体积是量度物体所占空间的大小,占据一特定容积量。单位不同在国际单位制中,质量的基...
冰融化成水后,体积是变小。冰融化成水时,设一定质量的冰体积为V,则其质量为0.9V,当它融化以后,质量不变仍为0.9V,但是体积改变。冰(水...
不等于。质量浓度的公式为:质量浓度=(分子量×摩尔浓度)÷密度。单位体积混合物中某组分的质量称为该组分的质量浓度,以符号ρ表示,单位为kg/...
长方体体积=长X宽X高;V=abh=Sh,长方体的长、宽、高分别为a、b、h。长方体是底面为长方形的直四棱柱(或上、下底面为矩形的直平行六面...
体积等于质量除以密度(v=m/ρ)。密度是对特定体积内的质量的度量,密度等于物体的质量除以体积,可以用符号ρ(读作rou)表示,国际单位制和...
体积变小。因为冰的密度比水小。根据m=pv,质量不变,密度大的体积小。冰中总有一些较其它水分子更为活跃的水分子吸收了外界的热量后分子热运动加...