關於水的反常膨脹

一般物質受溫度的影響，其體積是熱膨脹和冷軸。但是，也有幾種熱收縮冷而膨脹的物質，如水、銻、鉍、液態鐵等，在某些條件下與上述情況相反。實驗表明，將0的水加熱到4，體積不會增加，反而會減少。當水的溫度高於4時，它的體積會隨著溫度的升高而膨脹。因此，在4 時，水的體積最小，密度最大。湖內的水表麵在冬季氣溫下降時，水溫在4以上，上層的水就會冷卻，體積減小，密度增大，下沉到地麵，下層的熱水會上升到上層。大衛亞設，Northern Exposure(美國電視劇)，Northern Exposure(美國電視劇)，湖泊名言)這樣，上層的冷水不斷與下層的溫水交換位置，整體水溫逐漸降低。這種熱對流現象可以進行到所有水的溫度達到4為止。水溫降到4以下時，上層的水反而膨脹，密度減少，所以冷水層留在上麵繼續冷卻，直到溫度降到0以下，上層的冷水層才會變成冰。上述階段熱交換的主要形式是對流。冰結冰水麵後，水的冷卻完全按照水的熱傳導方式進行熱傳導。由於水的熱傳導性能很差，湖底水溫仍然在4左右。這種水不正常的膨脹特性保證水中的動植物在寒冷的季節生存。還需要注意的是，冰冷卻時與普通物質相同，並且縮小了。受熱會膨脹，隻有在0 ~ 4的範圍內，水才會出現異常膨脹的現象。

水的反常膨脹：

(1)一般來說，物質都具有熱膨脹冷收縮特性。也就是說，相同狀態的同種物質，溫度越高，體積越大。當然密度也很低。

(2)水存在“異常膨脹”現象。但是水並不都是熱收縮場。隻是在一定溫度範圍內有反膨脹現象。

(3)4是“反膨脹”現象的警惕點。也就是說，0 ~ 4的水是熱收縮冷藏。4 ~ 100的水是熱膨脹冷收縮。

由此，你觀察到的生活中的現象――加熱係統中的水，溫度越高，水位越高。沒錯。

補充知識：

水的異常膨脹：4密度最高。也就是說，同樣質量的水是4體積最小的。

水異常膨脹的定義：4的水密度最高。溫度超過4時，隨著溫度的升高，水的密度越來越小。如果溫度低於4，隨著溫度的降低，水的密度也會變小。水結成冰後，體積變大，密度變小。水的這一特性被稱為水的異常膨脹。

大致解釋一下，水分子是4度以下的分子間氫鍵，形成籠狀結構，溫度越低，這種籠狀結構的體係越大，在固體水――，也就是冰中出現得最完美。這種籠狀結構是水分子之間的一種重排。這種排列擴大了分子之間的距離，所以水熱收縮膨脹。

水分子是極性很強的分子，所以可以通過氫鍵結合成結合分子(多個水分子結合在一起)。液體水除了簡單的水分子(H2O)外，還包含結合分子，最典型的兩種是(H2O)2和(H2O)3，電子被稱為雙分子結合，大多數水分子作為(H2O)3的結合分子存在，溫度上升到3.98(101 KPA)如果溫度持續升高3.98以上，一般物質的熱膨脹和收縮規律占主導地位。水溫降到0時，水變成冰，水結冰後，幾乎所有分子都結合在一起，成為巨大的結合分子，冰中的水分子每氧原子有4個氫原子排列成鄰居。(莎士比亞，原子，原子，原子，原子，原子，原子，原子。

本文到此結束，希望對大家有所幫助呢。