热胀冷缩 为什么水变成冰体积变大
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热胀冷缩 为什么水变成冰体积变大
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。
扩展资料
水结冰需要的条件
1、结冰要使温度小于等于0摄氏度
2、要求在水中有冻结核。有了冻结核，乱动着的水分子才能按冰的晶体结构排列起来。江河湖海的水，城市里用的自来水等都含有杂质，这些杂质就是冻结核。
于是到摄氏零度时就结冰了。但是对纯净的水来说，即使温度低于0℃，因为没有冻结核，所以很难冻结，也就不能成为冰。如果在一杯纯净的水里放一些小小的冰晶体，或者沙粒，水分子有了核心或有依附而按冰的晶体结构排列起来，成为冰。
参考资料来源：百度百科-水结冰
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物体热胀冷缩，但为什么水冻成冰后体积反而变大了呢？
原因：水中存在氢键，在温度下降时，水中的氢键数量增加，导致体积随温度下降而增大。在水结成冰时，水分子的运动不能破坏氢键，氢键起主要作用，它把水分子结起来形成有规则的空间结构结构，在一个晶格中，四个氢原子在正四面体的顶点上，一个氧原子位于四面体的中心。这样，使分子间的空隙变大且保持一定，因此水结成冰时体积变大。在水中分子运动既能破坏水分子之间的氢键束缚而又不使分子作剧烈运动导致分子间频繁碰撞，各分子间可发生相对滑动而相互交错，这样就会互相填补空隙，因而体积变大。温度高时水分子动能大而无法牢固产生氢键，分子间以尽可能小的进行杂乱无章的排列。温度降低后（低于4度），越来越少的分子动能不足以打破产生的氢键，而氢键有一定键长，所以4度以后固定的氢键越来越多。当0度时所有的分子都被固定在一定区域内，氢键使分子彼此保持一段距离。 扩展资料：热胀冷缩的物理原理：对于一般物体，热胀冷缩是成立的。当物体温度升高时，分子的动能增加，分子的平均自由程增加，所以表现为热胀;同理，当物体温降低时，分子的动能减小，分子的平均自由程减少，所以表现为冷缩。参考资料来源：搜狗百科——水结冰
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热胀冷缩，那为何水变成冰后体积反而变大？
水结冰以后体积为什么会变大？知道的人真是不简单
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都说“热胀冷缩”，但为什么水在结冰后体积还会变大？
我把楼上同学的解释阐述详尽些。这就必须说水分子的结构了。因为水的氢键使水和其他物质不同。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。水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，水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。同样，氢键的存在也是解释水在4摄氏度时密度最大的原因
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物体热胀冷缩，但为什么水冻成冰后体积反而变大了呢？
因为一般物体在质量保证不变的情况下温度低时密度大，温度高时密度小，但是水在结成冰是，冰的密度比水的密度小，所以水结成冰时体积变大
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不是热胀冷缩吗，为什么水冻成冰后体积变大了
水结冰以后体积为什么会变大？知道的人真是不简单
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以上是关于水变成冰体积怎么变化的问答