1樓:匿名使用者
在一般情況下,當物體的溫度升高時,物體的體積膨脹、密度減小,也就是通常所講的「熱脹冷縮」現象。然而水在由0℃溫度升高時,出現了一種特殊的現象。人們通過實驗得到了p-t曲線,即水的密度隨溫度變化的曲線。
由此可見,在溫度由0℃上升到4℃的過程中,水的密度逐漸加大;溫度由4℃繼續上升的合過程中,水的密度逐漸減小;水在4℃時的密度最大。水在0℃至14℃的範圍內,呈現出「冷脹熱縮」的現象,稱為反常膨脹。水的反常膨脹現象可以用氫鍵、締合水分子理論予以解釋。
物質的密度由物質內分子的平均間距決定。對於水來說,由於水中存在大量單個水分子,也存在多個水分子組合在一起的締合水分子,而水分子締合後形成的締合水分子的分子平均間距變大,所以水的密度由水中締合水分子的數量、締合的單個水分子個數決定。具體地說,水的密度由水分子的締合作用、水分子的熱運動兩個因素決定。
當溫度升高時,水分子的熱運動加快、締合作用減弱;當溫度降低時,水分子的熱運動減慢、締合作用加強。綜合考慮兩個因素的影響,便可得知水的密度變化規律。
在水中,常溫下有大約50%的單個水分子組合為締合水分子,其中雙分子締合水分子最穩定。
多個水分子組合時,除了呈六角形外(如雪花、窗花),還可能形成立體形點陣結構(屬六方晶系)。每一個水分子都通過氫鍵,與周圍四個水分子組合在一起。邊緣的四個水分子也按照同樣的規律再與其他的水分子組合,形成一個多分子的締合水分子。
由圖可知,締合水分子中,每一個氧原子周圍都有——4個氫原子,其中兩個氫原子較近一些,與氧原子之間是共價鍵,組成水分子;另外兩個氫原子屬於其他水分子,靠氫鍵與這個水分子組合在一起。可以看出,這種多個分子組合成的締合水分子中的水分於排列得比較鬆散,分子的間距比較大。由於氫鍵具有一定的方向性,因此在單個水分子組合為締合水分子後,水的結構發生了變化。
一是締合水分子中的各單個分子排列有序,二是各分子間的距離變大。
在液態水變成固態水時,即水凝固成冰、雪、霜時,呈現出締合水分子的形狀。此時,水分子的排列比較「鬆散」,雪、冰的密度比較小。
將冰熔化成水,締合水分子中的一些氫鍵斷裂,冰的晶體消失。0℃的水與0℃的冰相比,締合水分子中的單個水分子數目減少,分子的間距變小、空隙減少,所以0℃的水比0℃的冰密度大。用倫琴射線照射0℃的水,發現只有15%的氫鍵斷裂,水中仍然存在有約85%的微小冰晶體(即大的締合水分子)。
若繼續加熱0℃的水,隨著水溫度的升高,大的締合水分子逐漸瓦解,變為三分子締合水分子、雙分子締合水分子或單個水分子。這些小的締合水分子或單個水分子,受氫鏈的影響較小,可以任意排列和運動,不必形成「縷空」結構,而且單個水分子還可以「嵌入」大的締合水分子中間。在水溫升高的過程中,一方面,締合數小的締合水分子、單個水分子在水中的比例逐漸加大,水分子的堆集程度(或密集程度)逐漸加大,水的密度也隨之加大。
另一方面在這個過程中,隨著溫度的升高,水分子的運動速度加快,使得分子的平均距離加大,密度減小。考慮水密度隨溫度變化的規律時,應當綜合考慮兩種因素的影響。在水溫由0℃升至4℃的過程中,由締合水分子氫鍵斷裂引起水密度增大的作用,比由分子熱運動速度加快引起水密度減小的作用更大,所以在這個過程中,水的密度隨溫度的增高而加大,為反常膨脹。
水溫超過4℃時,同樣應當考慮締合水分子中的氫鍵斷裂、水分子運動速度加快這兩個因素,綜合分析它們對水密度的影響。由於在水溫比較高的時候,水中締合數大的締合水分子數目比較小,氫鍵斷裂所造成水密度增加的影響較小,水密度的變化主要受分子熱運動速度加快的影響,所以在水溫由4℃繼續升高的過程中,水的密度隨溫度升高而減小,即呈現熱脹冷縮現象。
在4℃時,水中雙分子締合水分子的比例最大,水分子的間距最小,水的密度最大。
2樓:水晶啊
0攝氏度的水和4攝氏度的水的密度不同,常溫常壓下4攝氏度的水不會結冰
3樓:在風吹過的地方
四度的水比零度的密度大一丁點兒。
如果想要四度的水結冰,
可以試試改變氣壓。我想只有這一種方法可能做到。氣壓能嚴重影響沸點,我想也同樣影響冰點。
4樓:匿名使用者
不會結冰的,條件是4度,所以不會結冰,
5樓:卡檯布
0攝氏度是冰水混合物
4攝氏度是冰水
6樓:tot本人
鍥轟綋涓庢恫浣撶殑鍖哄埆鎴戣
水結冰的溫度是-4度嗎?
7樓:戶信婁酉
沒有這個說法,常壓下一般的水(摻有雜質)低於0度就會結冰加入溶質(食鹽等),結冰點就會下降,這個原理現被用於路面融冰純水(普通提純)冰點也會低(因為缺少凝結核),可用蒸餾水做實驗超純水很難冰凍
熱力學上的冰點是根據水中固、液兩相共存時的溫度確定的,在標準大氣壓下為0℃。
如果是單就純水來說,
壓力會導致冰點的降低.(但
導致沸點的上升!!)另外,新增水溶性物質,例如鹽,也是方法之一
,因為任何物質溶於水時,都會降低水的冰點
(0℃)。至於溫度可降低多少,
這需實驗來說明.
在現實的情況下,是否有凝結核,是個重要因素,有人向個長者請教,他說:若是純水,全無雜質,在一般大氣壓力下,甚至水溫降至零下40度,水仍可維持液態而不結冰,這是"過冷"(supercooled
water)。他又問:如果這"過冷"水,突然受到擾動,是否會瞬間結冰?
長者回答說:不會。(!!)
8樓:王一是個好青年
水的凝固點是0℃,而不是-4℃。
沒有任何說法表明水的凝固點為0℃,但是當水溫為4℃時,水的密度最大,體積最小。
在一些情況下,湖面結冰時,湖底下的水並沒有結冰,且溫度為4℃。
在冬天,一般只要溫度計的水銀柱下降到0℃以下,水就會馬上結冰。
許多物體都是熱脹冷縮的,水在4℃以上時也是由於熱脹冷縮,但是當水在4攝氏度時密度最大且4℃以下有反脹現象。也就是當河水開始降溫時,4℃的水在下面,而溫度更低的水反而在上面,而且溫度越低越靠水面,所以結冰總是從河面開始。
水是熱的不良導體,它傳熱主要靠對流,當河底下水達到4攝氏度時,對流基本停止了(4℃的水密度最大,無法向上走形成對流),河面上的冷空氣就很難影響到河底了。
嚴寒的冬天,與冷空氣直接接觸的水總是水面散熱相當快,當水的溫度在4℃以上時,因為熱脹冷縮的關係,表面溫度相當低的水,總要不停下沉,底部溫度較高的水總要不斷上升,從而形成對流現象。
如此一來原來上面相當冷下面相當暖的水很快就會達到溫度均勻了。假如繼續冷卻,等到表面上的水冷到4℃以下時,它就變成熱縮冷脹了,表面上的水反而比表面上的冰來得更輕(就是指比重較小),也就不再產生對流現象。
因為沒有了對流,水的溫度很不容易均勻,在十分深的水裡,儘管表面上的水已冷到0℃,但是底部的水還可能繼續保持在4℃左右,所以總是表面的水先結冰。
水在結冰時大約會增長十分之一的體積,所以它的比重變小,因此冰總是結在水的表面上。
寒冷的冬天,河面上總是結著相當厚的冰,甚至人還能在上面走路或者進行滑冰運動.但在冰下面的水裡,魚及蝦可以照樣遊動.為什麼魚蝦不會被凍死呢,就是因為4℃左右的水保護了它們。
9樓:儒雅的小心心呀
沒有這個說法,水在零度時繼續放能量就會結冰,四度時水的體積最小,但不是零下四度。
具體解釋:
1.水的冰點是0度,是水的物理效能。
2.在液體狀態下,攝式0度是不結冰的。如果已結冰的水,攝式0度時也不融化。
3.一般情況下水的物理效能是熱漲冷縮,而在攝式負4度以下,物理效能改變,變成冷漲熱縮。
4.無論南方或北方,道理相同。
冰下溫度多少?是0度還是4度?能否具體解釋下4度是什麼情況?謝謝了 10
10樓:禽獸醫官
0度是bai冰點,冰是0度或低於
du0度。4度是水密度最大的zhi溫度。dao其他物質例如內金屬,固態密度比
容液態大,但水不一樣,液態水密度大於固態水,所以冰浮於水上,而液態水密度也是隨溫度不同而稍有差異的,4度時水的密度最大。不謝!
11樓:沈馨
就是零下的意思。四度時候水加熱會先降溫,然後再繼續上升。望採納
12樓:酸甜沙棘汁
你好!冰水混合物的溫度是零度,所以冰層下(挨著冰的)是零度。
河水中深水或水底(因為靠近水下地表層)為4攝氏度,一般地下水為4攝氏度(與地球表層溫度有關)
13樓:匿名使用者
北冰洋及南抄極大陸由冰bai山及巨大的冰塊組成,在冰塊的下du面,是非常清澈zhi的水,水在4度的時dao候是液體,還沒有結冰,冰下的水沒有結冰就意味著水溫是零上的,俄羅斯科學家在北冰洋一處發現海水在不同深處水溫是不同的,海水越深溫度越高。
14樓:匿名使用者
冰下水是4,冰上是-5,冰是0. 水上的空氣脫離了水,就是空氣中的溫度-5,但是冰下的水是4攝氏度,因為這個是水的固定特性!
15樓:匿名使用者
4度水的單位體積內質量最大
16樓:多久疲憊
0度是冰水混合物,4度是水,冰的溫度應該小於0度
當環境溫度低於0度,水結冰溫度是攝氏度
學無止境 標準大氣壓下,溫度低於0 水才會結冰 任何壓力下,水溫低於冰點溫度就可以結冰。 水結冰的溫度是不受周圍溫度影響的,而是受到大氣壓強的影響。在一個標準大氣壓下,水結冰的溫度是0攝氏度 我們通常都說,水的冰點是0度,就是說當水的溫度下降到了0度的時候,就要開始結冰了 要知道,這裡有個前提,就是...
標準大氣壓中,冰在0攝氏度會熔化,在熔化過程中即使繼續加熱,溫度也會保持不變,這句話怎樣理解
這是初中物理課本上面有的內容 固體熔化是需要吸收熱量的,晶體在熔化過程中吸收的熱量就是用來熔化的,溫度保持不變 只有全部熔化完了,成為液體了,再繼續吸熱,才會升溫 冰是晶體 晶體達到熔點時,不斷吸熱,熔化過程中,保持熔點溫度不變,直至完全熔化後才能繼續升溫 冰化水需要吸收能量,加熱時產生的熱量就是吸...