冰的密度為何小於水冰的密度小於水的密度的原因

2021-03-04 06:31:54 字數 5877 閱讀 3129

1樓:匿名使用者

熱脹冷縮,指的是物質受熱時體積會變大,受冷體積變小。就拿最常見的溫度計就是依據這一原理製作的,對於物質這一性質大家深信不疑。但是,有一種物質比較反常,冰是水降低溫度到0度下的產物,卻比水輕。

冰的密度比水小,所以能浮在水面上。為什麼冰的密度反而比水小呢?原因只有一個,就是水在結冰的時候,體積增大了,其中的原因是什麼呢?

原來水分子之間存在一種特殊的作用——氫鍵。

液態水,除含有簡單的水分子(h2o)外,同時還含有締合分子(h2o)2和(h2o)3等,當溫度在0℃水未結冰時,大多數水分子是以(h2o)3的締合分子存在,當溫度升高到3.98

℃時,水分子多以(h2o)2締合分子形式存在,分子佔據空間相對減小,此時水的密度最大。

如果溫度再繼續升高在3.98 ℃以上,一般物質熱脹冷縮的規律即占主導地位了。水溫降到0

℃時,水結成冰,水結冰時幾乎全部分子締合在一起成為一個巨大的締合分子,在冰中水分子的排布是每一個氧原子有四個氫原子為近鄰(兩個共價鍵,兩個氫鍵)。這樣一種排布導致成一種敞開結構,也就是說冰的結構中有較大的空隙,所以冰的密度反比同溫度的水小。

冰與水中氫鍵的比較

知道水結冰時體積會膨脹,我們就要利用這一性質。所以冬天到來之前,放在露天的瓦缸都應該倒扣過來,免得積了水會凍裂。自來水管得用稻草包紮起來,結了冰放不出水來還是小事,凍裂了損失可大了。

不能耐寒的花樹果樹和幼小的苗木,也得用稻草包紮。樹木的細胞裡含的水要是結了冰,會把細胞膜脹破,植物的組織就給破壞了。

農用機車用完之後必須將水箱的水放盡,以免凍裂等等。

2樓:跳出海的魚

因為水變成冰時,水分子之間的氫鍵變長,

冰的密度小於水的密度的原因

3樓:劍舞雄風b1扒

水的分子是由一個氧原

子和兩個氫原子構成的。由於氧原子吸引電子的能力較大,於是氧原子便帶有部分負電荷,而氫原子則帶有部分正電荷。在液態的時候,帶正電荷的氫緊緊地被另一個水分子的氧原子吸著,形成氫鍵。

氫鍵在高中的時候我們將學習。 當溫度在4℃時,水分子排列是緊密的,這時水的密度最高。可是在0℃的時候,水開始凝結為冰。

每一個水分子便會與另外四個水分子連線起來,形成一個環狀。固態的水排列雖然非常整齊,但當中有不少洞,分子之間的空隙較在0——4℃的液態水為多,所以密度也相對較低,自然冰能浮水面上。 同學們,水的這種「反常」現象也為水中生物帶來了好處。

在嚴寒的冬天裡,冰浮於水面上,使水底和外間隔絕,使水中生物不致被冰封或凍死。

4樓:裂風

這是因為冰的密度比水小 至於為何冰的密度會比水小在高三化學中會學到 水中的氫與氧之間是用共價鍵來連線的 但氧的得電子能力很強會使共價鍵嚴重地偏向氧 而使氫幾乎成為一個裸露的質子 這樣氫就好象"帶"上了正電荷 氧就好象"帶"上了負電荷 這樣h-o與h-o之間就可以用氫鍵來連線 如果把水分子看成是< 水:就是一堆《的堆砌 <>><>< ><>>>< <<><>< <<><<> 而冰則是 < < < < < < < < < < < < < < < 形象地講就是: 水似沙子 沙子之間間隙小 而冰似石子 石子間間隙大 這樣同質量的水和冰 水的體積小於冰 相應的冰的密度小於水

為什麼冰的密度比水還小?

5樓:噠噠噠哦哈

因為水分子之間除了範德華力還存在氫鍵,分子間距離小,,而冰只有正規化力,,故密度小於水,,,

6樓:匿名使用者

這就是自熱的如果非要解釋就是在同質量下冰體積大密度小由密度=質量/體積

7樓:萌動風箏

水結冰的時候體積增大了,質量不變,體積增大,那麼密度減小了。

8樓:龍泉中學王

質量相同的水和冰,體積大的當然會密度小了。

9樓:匿名使用者

。。。。因為在冰和水質量一樣的情況下冰的體積比水大。。。

10樓:匿名使用者

原子間隙變大,導致同質量**積變大,所以密度小

11樓:匿名使用者

冰的平均分子間距比水大,所以水的密度比冰的密度大

12樓:♀陌,唯影

這個問題就像是1加一為什麼分組2

為什麼冰比水的密度小?

13樓:唯_心寒

水的密度是1.0 g/cm^3,冰的密度是0.9 g/cm^3. 這就是為什麼冰浮在水上。

這是因為液態的水在凝固成冰的時候,分子間的相互作用力使分子按一定的規則排列,每個分子都被四個分子所包圍,形成一個結晶四面體。這種排列是由分子間的範德華力決定的。在液態水中, 水分子是自由的,可以達到形成氫鍵的排列。

氫鍵的作用使得水分子之間靠近,對範德華力有一定抵消,造成水分子之間的平均距離小於冰晶的分子間距離。

所以水的密度比冰的密度大.

14樓:星空

這是因為水在結冰的時候體積膨脹但質量不變,所以冰的密度比水的密度要小。

為什麼冰的密度比水小?

15樓:老妖真精

冰比水輕

--(原載2023年12月《開明少年》)

冰比水輕,大家井不覺得奇怪,其實是一件非常奇怪的事。

咱們把一團豬油放在鍋子裡,等它熔化了,再加進一團去。這團凝固的豬油,一定沉到熔化的豬油

下面,決不會浮在面上。

在鍋子裡熔錫也一個樣。錫塊總是沉在融錫下面。差不多所有的物質都一個樣,在固態的時候,密

度都比在液態的時候大。

冰的密度反而比水小,所以能浮在水面上。在自然界中,這種情形是很少見的。

為什麼冰的密度反而比水小呢?原因只有一個,就是水在結冰的時候,體積增大了,違背了「熱脹冷

縮」的常規。

水在結冰的時候體積會膨脹,這倒是大家都知道的常識。冬天到來之前,我們把放在露天的水缸齊

口埋在地面下,蓋上稻草編成的缸蓋,就為的提防水結了冰會把水缸脹破。

有人做過這樣的試驗:冬天,他在兩個炸彈的鋼殼裡灌滿了水,用木塞塞緊了,放在露天過了一夜

。第二天早上去看,一個炸彈殼的木塞給冰衝到了六七米以外,口子里長出一條冰柱;另一個炸彈殼裂

了一道縫,冰從裂縫裡擠了出來。

到了冬天,放在露天的瓦缸都應該倒扣過來,免得積了水會凍裂。露天的自來水管得用稻草包紮起

來,結了冰放不出水來還是小事,凍裂了損失可大了。不能耐寒的花樹果樹和幼小的苗木,也得用稻草

包紮。樹木的細胞裡含的水要是結了冰,會把細胞膜脹破,植物的組織就給破壞了。

到了冬天,磚牆外層塗的水泥往往會整塊整塊往下掉;水泥鋪的場地路面往往會裂縫,甚至拱了起

來;都是冰在作怪。水泥只要稍稍有點兒裂縫,雨水就會滲進去;要是一結冰,體積一膨脹,就把水泥

給破壞了。

岩石崩裂也是這個道理。岩石的裂縫裡積了水,冬天一結冰,體積一膨脹,就把裂縫撐大一點兒;

第二年,裂縫裡積的水更多了,結了冰,裂縫就撐得更大了。這樣年復一年,大塊的岩石就從山上崩下

山來了。

如果水結冰的時候體積不膨脹,對於我們來說,不就減少了許多麻煩和損失嗎?初初想來,這話似

乎很有道理,可是再一想,水結冰的時候體積如果收縮,冰的密度不就比水大了嗎?不就要沉到水底下

去了嗎?水面上沒有冰,固然可以不妨礙航行,可是水一結冰就沉底,上層的水受了冷不是又要結冰嗎

?水底的冰越積越多,最後所有的江河湖海,都非連底凍結不可了,而且永遠不會融化。太陽的熱是達

不到海洋的底層的,海洋裡的植物動物當然都無法生存。我們知道,陸地上的植物動物最初都是從海邊

爬上岸來的。海洋連底凍結成冰,陸地上會不會有生物也成了問題。這樣一比較,你一定會作出正確的

判斷來了。

冰不但密度比水小,還不容易傳熱。水面上結了冰,能保護下層的水,使下層的水凍結得稍稍慢一

點兒。即使較小的池塘河溝,到了冬天連底凍結還是很少見的。連北冰洋的厚厚的冰塊下面,海水還照

常流動,魚還在自由自在地游泳。

水在結冰的時候體積要膨脹,如果硬不讓它膨脹,溫度即使降到0℃以下,水仍舊結不成冰。換句話

說,水受了壓力,凝固點就會降低。有人把水放在堅固的鋼筒裡做過實驗,證明了這個設想。

咱們沒有鋼筒,也可以證明水受到了壓力會降低凝固點。在冬天,我們找一大塊冰來,把它擱在兩

張桌子之間。拿一條鐵絲彎成個環,攔腰套在冰塊上。鐵絲環下面掛個沉甸甸的秤錘。我們會看到鐵絲

會慢慢地往下扣進冰塊。可是鐵絲k面的冰仍舊結得好好的,沒有被鐵絲扣過的痕跡。這是怎麼回事呢?

原來鐵絲環下面掛著個秤錘,它扣在冰塊上的壓力是很大的,受壓的一部分冰就化成水了。鐵絲再往下

扣,它上面的水失去了壓力,立刻又結成了冰。

溜冰就利用了這個原理。冰鞋底上有一雙冰刀,我們全身的重量,都在這雙薄薄的冰刀上。冰刀加

在冰上的壓力是很大的,使冰化成了水。冰刀和冰之間有了這一薄層水,像加了潤滑劑似的,就可以順

利地向前滑行了。玻璃比冰更滑溜,可是沒有人能穿了冰鞋在玻璃上溜的,就因為玻璃受了壓力不會融

化。水在4 ℃時密度最大,冰的密度反而比水小(附圖)

由於水分子有很強的極性,能通過氫鍵結合成締合分子,如以下的結構式(虛線表示氫鍵)。

液態水,除含有簡單的水分子(h2o)外,同時還含有締合分子(h2o)2和(h2o)3等,當溫度在0℃水未結冰時,大多數水分子是以(h2o)3的締合分子存在,當溫度升高到3.98 ℃(101 kpa)時,水分子多以(h2o)2締合分子形式存在,分子佔據空間相對減小,此時水的密度最大。如果溫度再繼續升高在3.

98 ℃以上,一般物質熱脹冷縮的規律即占主導地位了。水溫降到0 ℃時,水結成冰,水結冰時幾乎全部分子締合在一起成為一個巨大的締合分子,在冰中水分子的排布是每一個氧原子有四個氫原子為近鄰(兩個共價鍵,兩個氫鍵),如下圖所示。這樣一種排布導致成一種敞開結構,也就是說冰的結構中有較大的空隙,所以冰的密度反比同溫度的水小。

水分子間以氫鍵連線

另外,拆散締合分子需要消耗一定的能量,這也足以說明為什麼水有較大的比熱容的緣故。

16樓:知者不言

這個關於水的反常膨脹的提問,不知有多少次了,現在還有沒有結束的同樣問題,自己看看好不好。

17樓:百度使用者

水結成冰,水結冰時幾乎全部分子締合在一起成為一個巨大的締合分子,在冰中水分子的排布是每一個氧原子有四個氫原子為近鄰(兩個共價鍵,兩個氫鍵),如下圖所示。這樣一種排布導致成一種敞開結構,也就是說冰的結構中有較大的空隙,所以冰的密度反比同溫度的水小。

18樓:匿名使用者

因為同質量的冰體積比水大,密度當然比水小。

為何冰的密度比水小?

19樓:匿名使用者

跟化學的物質結構有關

20樓:匿名使用者

因為水具有反膨脹性!!

反膨脹:水在0℃—4℃之間具有反膨脹特性。4℃時,密度最大(1.00g/cm3);冷到0℃結成的冰,密度反而減小(0.92g/cm3)也就是說熱縮(指4℃)冷漲(指0℃)

原因:主要由分子排列決定。

由於水分子有很強的極性,能通過氫鍵結合成締合分子。如圖1所示液態水,除含有簡單的水分子(h2o)外,

同時還含有締合分子(h2o)2和(h2o)3等,當溫度在0℃水未結冰時,大多數水分子是以(h2o)3的締合分子存在,當溫度升高到3.98℃(101kpa)時水分子多以(h2o)2締合分子形式存在,分子佔據空間相對減小,此時水的密度最大。如果溫度再繼續升高在3.

98℃以上,一般物質熱脹冷縮的規律即占主導地位了。水溫降到0℃時,水結成冰,水結冰時幾乎全部分子締合在一起成為一個巨大的締合分子,在冰中水分子的排布是每一個氧原子有四個氫原子為近鄰(兩個共價鍵,兩個氫鍵),如圖2所示。這樣一種排布導致成一種敞開結

構,也就是說冰的結構中有較大的空隙,所以冰的密度反比同溫度的水小。

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