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水结成冰后体积膨胀
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水和冰的对比一杯水300克结成冰后重量是一样吗
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水结了冰之后,体积会变大.重量也变大.冰比水轻,大家井不觉得奇怪,其实是一件非常奇怪的事.咱们把一团猪油放在锅子里,等它熔化了,再加进一团去.这团凝固的猪油,一定沉到熔化的猪油 下面,决不会浮在面上.在锅子里熔锡也一个样.锡块总是沉在融锡下面.差不多所有的物质都一个样,在固态的时候,密 度都比在液态的时候大.冰的密度反而比水小,所以能浮在水面上.在自然界中,这种情形是很少见的.为什么冰的密度反而比水小呢?原因只有一个,就是水在结冰的时候,体积增大了,违背了“热胀冷 缩”的常规.水在结冰的时候体积会膨胀,这倒是大家都知道的常识.冬天到来之前,我们把放在露天的水缸齐 口埋在地面下,盖上稻草编成的缸盖,就为的提防水结了冰会把水缸胀破.有人做过这样的试验：冬天,他在两个炸弹的钢壳里灌满了水,用木塞塞紧了,放在露天过了一夜 .第二天早上去看,一个炸弹壳的木塞给冰冲到了六七米以外,口子里长出一条冰柱；另一个炸弹壳裂 了一道缝,冰从裂缝里挤了出来.到了冬天,放在露天的瓦缸都应该倒扣过来,免得积了水会冻裂.露天的自来水管得用稻草包扎起 来,结了冰放不出水来还是小事,冻裂了损失可大了.不能耐寒的花树果树和幼小的苗木,也得用稻草 包扎.树木的细胞里含的水要是结了冰,会把细胞膜胀破,植物的组织就给破坏了.到了冬天,砖墙外层涂的水泥往往会整块整块往下掉；水泥铺的场地路面往往会裂缝,甚至拱了起 来；都是冰在作怪.水泥只要稍稍有点儿裂缝,雨水就会渗进去；要是一结冰,体积一膨胀,就把水泥 给破坏了.岩石崩裂也是这个道理.岩石的裂缝里积了水,冬天一结冰,体积一膨胀,就把裂缝撑大一点儿； 第二年,裂缝里积的水更多了,结了冰,裂缝就撑得更大了.这样年复一年,大块的岩石就从山上崩下 山来了.如果水结冰的时候体积不膨胀,对于我们来说,不就减少了许多麻烦和损失吗?初初想来,这话似 乎很有道理,可是再一想,水结冰的时候体积如果收缩,冰的密度不就比水大了吗?不就要沉到水底下 去了吗?水面上没有冰,固然可以不妨碍航行,可是水一结冰就沉底,上层的水受了冷不是又要结冰吗 水底的冰越积越多,最后所有的江河湖海,都非连底冻结不可了,而且永远不会融化.太阳的热是达 不到海洋的底层的,海洋里的植物动物当然都无法生存.我们知道,陆地上的植物动物最初都是从海边 爬上岸来的.海洋连底冻结成冰,陆地上会不会有生物也成了问题.这样一比较,你一定会作出正确的 判断来了.冰不但密度比水小,还不容易传热.水面上结了冰,能保护下层的水,使下层的水冻结得稍稍慢一 点儿.即使较小的池塘河沟,到了冬天连底冻结还是很少见的.连北冰洋的厚厚的冰块下面,海水还照 常流动,鱼还在自由自在地游泳.水在结冰的时候体积要膨胀,如果硬不让它膨胀,温度即使降到0℃以下,水仍旧结不成冰.换句话 说,水受了压力,凝固点就会降低.有人把水放在坚固的钢筒里做过实验,证明了这个设想.咱们没有钢筒,也可以证明水受到了压力会降低凝固点.在冬天,我们找一大块冰来,把它搁在两 张桌子之间.拿一条铁丝弯成个环,拦腰套在冰块上.铁丝环下面挂个沉甸甸的秤锤.我们会看到铁丝 会慢慢地往下扣进冰块.可是铁丝k面的冰仍旧结得好好的,没有被铁丝扣过的痕迹.这是怎么回事呢?原来铁丝环下面挂着个秤锤,它扣在冰块上的压力是很大的,受压的一部分冰就化成水了.铁丝再往下 扣,它上面的水失去了压力,立刻又结成了冰.溜冰就利用了这个原理.冰鞋底上有一双冰刀,我们全身的重量,都在这双薄薄的冰刀上.冰刀加 在冰上的压力是很大的,使冰化成了水.冰刀和冰之间有了这一薄层水,像加了润滑剂似的,就可以顺 利地向前滑行了.玻璃比冰更滑溜,可是没有人能穿了冰鞋在玻璃上溜的,就因为玻璃受了压力不会融 化.水在4 ℃时密度最大,冰的密度反而比水小（附图） 由于水分子有很强的极性,能通过氢键结合成缔合分子,如以下的结构式（虚线表示氢键）.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 ℃（101 kPa）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）,如下图所示.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.水分子间以氢键连接 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容的缘故.参考资料：--（原载1951年12月《开明少年》）
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历史上的今天
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blogAbstract:'有一天，我从冰箱里拿出几块冰块，准备用它来把果汁变凉。可是一件事情使我摸不着头脑。\r\n我发现冰浮在水面上了，无论我怎样把它往下按，只要手一松开，冰就会调皮地浮在水面上。我心想：咦，冰怎么会浮在水面上呢？它们是同样的物质呀，为什么冰显得比水：“轻”呢？\r\n于是我的好奇心逼迫着我一定要弄明白这是怎么回事。接下来我做了一个实验。我先从柜子里找出两个一模一样的杯子，在里面放了相同毫升的水，把一个杯子放进冰箱里，把另一个杯子放在原地不动，就这样时间在不知不觉流逝，我从冰箱里取出那只已经变成冰的杯子和另一个杯子比较，结果放进冰箱里的杯子明显比另一个杯子多一些。大概多出十分之一吧。我又称了称两个杯子的重量，结果重量是',
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★ ★ ★ ★ 感谢参与，应助指数 +1冰点降温: 金币+1, 谢谢回帖交流，欢迎常来无机物化版块。
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水相中分子运动速度快，冰固相中由于晶格的存在，分子运动速度慢，分子运动速度是温度的衡量尺度，所以水变成冰会放热。
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09:24:14e(冰点降温代发): 金币+2
熔化吸热，凝固放热，冰融化成水要吸热，那么水结冰自然就要放热了。
桃花源里赏闲花，五柳宅前观细雨。我要让昨日的经典成为明天的错误。
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引用回帖:: Originally posted by 崇明先生 at
熔化吸热，凝固放热，冰融化成水要吸热，那么水结冰自然就要放热了。 谢谢了
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