重装机兵3解放莫里港:水在什么时候密度最大？

在4℃时，水的密度为什么最大？这里介绍一种比较常见的解释． 我们知道水的密度比冰的密度大，这是因为液态的水在凝固成冰的时候，分子间的相互作用力使分子按一定的规则排列，每个分子都被四个分子所包围，形成一个结晶四面体．这种排列方式是比较松散的，使得冰晶体中的分子间的平均距离大于液态水中的分子间的平均距离．在液态水中，分子的排列比较混乱，不像冰中的分子那样，按一定的规律排列．分子在液态中的运动虽然比在冰中更自由，但分子与分子间的平均距离比在冰中更小，所以水的密度比冰的密度大． 用X射线研究液态水的结构时，发现液态水中在一定程度上还保留着非常微小的冰的晶体．根据推算，在接近0它的水里，约包含着0．6％的这种微晶体．当温度逐渐升高时，这种微晶体逐渐地被破坏，由于这种微晶体具有较小的密度，所以微晶体的被破坏就会引起密度的增加．因此，在水中有两种使密度改变的效应：①使密度变小的效应．当温度升高的时候，水分子的热运动更剧烈了，分子间的距离变大了i因而引起密度的减小．②使密度变大的效应．当温度升高时，水中的微晶体逐渐地被破坏，引起密度的增大．在4C以上，水的温度升高时，第十种效应占优势，水的密度减小，体积增大．在4℃以下，水的温度升高时，第二种效应占优势，水的密度增大，体积减小．因此，水在4℃的时候，密度最大，这就是水的：密度反常变化的原因

水在4℃ 时密度最大，因为在4℃ 时，同等质量水的体积最小，这也被称为水的反常膨胀现象，因为液态的水在凝固成冰的时候，分子间的相互作用力使分子按一定的规则排列，每个分子都被四个分子所包围，形成一个结晶四面体．这种排列方式是比较松散的，使得冰晶体中的分子间的平均距离大于液态水中的分子间的平均距离．在液态水中，分子的排列比较混乱，不像冰中的分子那样，按一定的规律排列．分子在液态中的运动虽然比在冰中更自由，但分子与分子间的平均距离比在冰中更小，所以水的密度比冰的密度大． 用X射线研究液态水的结构时，发现液态水中在一定程度上还保留着非常微小的冰的晶体．根据推算，在接近0℃ 的水里，约包含着0．6％的这种微晶体．当温度逐渐升高时，这种微晶体逐渐地被破坏，由于这种微晶体具有较小的密度，所以微晶体的被破坏就会引起密度的增加．因此，在水中有两种使密度改变的效应：①使密度变小的效应．当温度升高的时候，水分子的热运动更剧烈了，分子间的距离变大了，因而引起密度的减小．②使密度变大的效应．当温度升高时，水中的微晶体逐渐地被破坏，引起密度的增大．在4C以上，水的温度升高时，第十种效应占优势，水的密度减小，体积增大．在4℃以下，水的温度升高时，第二种效应占优势，水的密度增大，体积减小．因此，水在4℃的时候，密度最大，这就是水的：密度反常变化的原因.
其它：水的反常膨胀现象，原因是水分子具有特殊的结构，但对水分子结构的研究，现代科学上还没有统—的认识，因此对水的密度的反常变化的原因还没有统一的解释方法，现在介绍常见的几种解释方法以供参考．
1．“晶体结构”论：为了介绍水的反常膨胀，务必要先介绍冰的晶体结构。在冰的晶体结构中，水分子(即冰晶体的分子）以一定的方向排列在晶体点阵内，每个水分子都被另外四个分子所包围，这四个水分子形成一个四面体(三角形锥体)，水分子间相互作用力的性质使得在冰的晶体中水分子的排列一定是这种形状，这种排列方式是比较松散，体积较大，如果在冰中的水分子不象这样排列，而是一个连着一个排列得很紧密，那时同样质量的冰的体积将会缩小．
用x射线研究液态水的结构时，发现在低温的液态水中在一定的程度上还保留着冰的四面体的结构，就是说在低温的液态水中有着非常微小的冰的结晶．根据推算，在接近0℃时的水约包含着0．60％的这种微晶体．当温度逐渐升高时，这种微晶体逐渐地被破坏．因为这种微晶体具有象冰一样的晶结构．它的体积比同质量水的体积大，所以这种微晶体逐渐的被破坏，它的体积就逐渐变小，因而密度逐渐变大．反过来说，它的温度从4℃降到0℃，这种微晶体逐渐增加，体积逐渐变大，密度逐渐缩小，呈现反常膨胀。但水的温度高于4℃时。水分子的热运动使得分子间的距离增加，体积变大，密度变小，所以说水在4℃时的密度最大．
2． “极性分子”论：
原来水是由很多不断运动着的水分子组成的。根据实验和近代理论研究的结果，知道在水分子的两端产生了、r带有两个相反的电荷，一端带正电荷，一端带负电荷。如图1所示，在逐渐升高到4℃以上时，水分子的动能大了，运动速度加快了，吸引在一起的两个分子．渐渐拆开为单个分子，运动的范围也扩大了，这时候水的密度也渐渐变小了。
3、“分子的谛合”论：
水的反常膨胀现象和水在不同状态的结构有关，实验事实证明，无论是液态或固态的水都含有由简单分子结合而成的复杂分子(H20)。
如图2所示的这种结合过程称为水分子的谛合．
液态水，除了含有简单的水分子(H20)外，同时还含有谛合分子(H20)2和(H20)3由于谛合是放热过程，所以温度低水的谛合程度也随之增高，即n值变大．当温度为0℃时，水便结合冰，全部水分子谛合在一起，在冰的结构中，每个氧原于与4个氢原于相连接成四面体，所以冰的结构中有较大的空隙，因而冰的密度比水小，比水轻。
水在4℃时密度最大的原因，可能是在0℃的液态水内仍保持有一些非常微小的同冰的结构相似的谛合分子所致．当加热时，一方面这种冰结构的谛合分子继继被破坏变成较紧密的排列而使密度上升变大，另一方面水分子的热运动增强，水分子间距离增大又会使密度随温度上升变小．在4℃以下第一种效应占优势，在4℃以上第二种效应占优势。所以只有在4℃时，密度最大。

冰熔化成水，体积变小，但以4摄氏度的密度最大。这是由于温度升高冰熔化成水时，冰的空旷的氢键体系瓦解，变成堆积密度较大的水，另一方面，热膨胀又使水的密度下降，两种不同因素的影响，导致水在4摄氏度具有最大的密度。

4度，因为水不同其它物质，不是热涨冷缩。

+4摄氏度
因为物理书上说法国国际计量单位大会(好象是)规定水在常压下4摄氏度时质量为1KG