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为什么4度时水的密度最大.

时间:2020-07-05 11:25:36 /人气:587 ℃
为什么4度时水的密度最大.

来自E拍8的回答:

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,而物质的密度由物质内分子的平均间距决定的。当温度在0℃时,大多数水分子是以(H₂O)₃的缔合分子存在。

在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。

当温度升高到4℃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比4℃高的时候,物质热胀冷缩的规律即占主导地位,密度随着温度的升高而减小。

扩展资料

密度的变化规律

一般来说,不论什么物质,也不管它处于什么状态,随着温度、压力的变化,体积或密度也会发生相应的变化。

气体的体积随它受到的压力和所处的温度而有显著的变化,对于理想气体,状态方程为P=ρRT,式中R为气体常数,等于287.14米²。

如果它的温度不变,则密度同压力成正比; 如果它的压力不变,则密度同温度成反比。对一般气体,如果密度不大,温度离液化点又较远,则其体积随压力的变化接近理想气体;对于髙密度的气体,还应适当修正上述状态方程。

固态或液态物质的密度,在温度和压力变化时,只发生很小的变化。

例如在0℃附近,各种金属的温度系数(温度升高1℃时,物体体积的变化率)大多在10-9左右。深水中的压力和水下爆炸时的压力可达几百个大气压,甚至更高(1大气压=101325帕),此时必须考虑密度随压力的变化。

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来自xtg001的回答:

和氢键有关 液态水,除含有简单的水分子(H2O)外,同时还含有缔合分子(H2O)2和(H2O)3等,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,当温度升高到3.98℃(101kPa)时水分子多以(H2O)2缔合分子形式存在,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。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),如图所示。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。 另外,拆散缔合分子需要消耗一定的能量,这也足以说明为什么水有较大的比热的缘故 这里所说的“缔合分子”就是因为氢键而形成的。 氢键形成的主要原因是阴离子夺取电子的能力很强,使非同分子的氢原子也向它靠近,它是一种比分子间作用力强的多的力,因而可以使很多分子集中在一起,形成超大规模的分子集团,可使物质的融沸点升高。本回答被提问者采纳



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