水结冰后体积为什么会膨胀

更新时间：2023-05-19 22:37:27 来源：YIQ网

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1、水结冰后体积为什么会膨胀

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，液态水除含有简单的水分子外，同时还含有缔合分子，当水温降到0℃时，水结成冰，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，每一个氧原子周围有四个氢原子，这种排布使得水分子成为一种敞开结构，使得冰的结构中有较大的空隙，所以冰的体积会变大。

2、水结冰要多久

常温的水，结冰大概3小时左右；温水结冰，需要2.5小时（温水结冰更快）。热量流失速度越快，结冰时间越快。与物体自身温度成正比，温度高的水，比温度低的水结冰时间花费长。

冰的特性水的热涨冷缩是反常的，水在低于4度是是热缩冷涨，导致密度下降，而大于4度时，则恢复热涨冷缩。这水是最重要也是最奇特的特性之一。

这是保障生物存在的很重要的一点，当水结冰的时候，冰的密度小，浮在水面，可以保障水下生物的生存。当天暖的时候，冰在上面，也是最先解冻。但如果冰的密度比水大，冰会不断沉到水下，天暖的时候也不会解冻，来年上面的水继续冰冻，直到所有的水都成了冰，那所有的水生生物都不会存在了。

3、水结冰后质量会变吗

不会变。物体所含物质的多少叫质量，质量是物体本身的一种属性，与物体所含物质的多少有关，与物体的形状、状态、位置和温度无关。水结冰时，状态发生变化，但质量与物质状态无关，所以质量不变。

水结冰后密度变化水结冰后密度会变小。水的密度度是1.0×10^3kg/m^3，冰的密度是0.9*10^3kg/m^3。所以，水结冰后密度标小了。单位体积的某种物质的质量叫这种物质的密度，密度是物质本身的一种特性，与物质的种类、状态和温度有关，与质量、体积、形状无关。

水结冰后体积变化水结冰后体积会变大。因为水结冰后质量不变，但密度变小，由公式v=m/ρ可知：体积变大。具体原因是液态水中水分子之间存在着较强的氢键作用力。它比分子间的作用力（范得瓦耳斯力）大得多。当水处于液态时，在氢键力的作用下，水分子靠近，在宏观上就表现为体积小。而变为固体时，水变为晶体，分百子排列有了规律，氢键的作用力削弱，宏观的表现为体积变大。

4、水结冰体积膨胀的力有多大

等于冰的机械强度。1克水结冰时膨胀力为960千克每平方厘米。可以根据水的质量计算膨胀力。比如水缸结的是一薄层冰时，水缸安然无恙，而结的冰厚一点，水缸就会涨裂。这除了薄冰和厚冰尺寸不同胀力不同有关，也与不同温度冰的机械强度不同有关，或者说更有关。所以结冰的膨胀力取决于结冰温度。

5、水结冰是吸热还是放热

水结冰是液体到固体的过程是凝固，凝固时放热。凝固，指在标准大气压下，由液体变为固体，比喻固定不变，停滞。凝固指在一定压强下，液态的晶体物质温度略微低于熔点时，微粒便规则地排列成为稳定的结构，由液体变为固体。同时也是物质从液相变为固相的相变过程。液态晶体物质在凝固过程中放出热量，在凝固过程中其温度保持不变，直至液体全部变为晶体为止。

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