水变成冰为什么密度减小体积增大
水在0℃至14℃的范围内,呈现出“冷胀热缩”的现象,称为反常膨胀。
水的反常膨胀现象可以用氢键、缔合水分子理论予以解释。
物质的密度由物质内分子的平均间距决定。对于水来说,由于水中存在大量单个水分子,也存在多个水分子组合在一起的缔合水分子,而水分子缔合后形成的缔合水分子的分子平均间距变大,所以水的密度由水中缔合水分子的数量、缔合的单个水分子个数决定。具体地说,水的密度由水分子的缔合作用、水分子的热运动两个因素决定。当温度升高时,水分子的热运动加快、缔合作用减弱;当温度降低时,水分子的热运动减慢、缔合作用加强。综合考虑两个因素的影响,便可得知水的密度变化规律。
在水中,常温下有大约50%的单个水分子组合为缔合水分子,其中双分子缔合水分子最稳定。
为什么压强增大体积减小
温度不变时是这样的,原因是气体体积增大时碰撞单位面积的分子数减少了。气体的压强、体积和温度的关系:质量一定的气体在三个参量都变化时所遵守的规律为:PV/T=C(恒量)。P为气体压强V为气体体积T为气体温度,所以压强增大体积减小。
物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强,压强用来比较压力产生的效果,压强越大,压力的作用效果越明显。压强的计算公式是:p=F/S,压强的单位是帕斯卡(简称帕),符号是Pa。
增大压强的方法有:在受力面积不变的情况下增加压力或在压力不变的情况下减小受力面积。减小压强的方法有:在受力面积不变的情况下减小压力或在压力不变的情况下增大受力面积。
液体对容器内部的侧壁和底部都有压强,压强随液体深度增加而增大。
液体内部压强的特点是:液体由内部向各个方向都有压强;压强随深度的增加而增加;在同一深度,液体向各个方向的压强相等;液体压强还跟液体的密度有关,液体密度越大,压强也越大。液体内部压强的大小可以用压强计来测量。
水变成冰体积怎么变化
水变成冰体积变大。液态水中水分子之间存在着较强的氢键作用力,它比分子间的作用力(范得瓦耳斯力)大得多。当水处于液态时,在氢键力的作用下,水分子靠近,在宏观上就表现为体积小。而变为固体时,水变为晶体,分子排列有了规律,氢键的作用力削弱,宏观的表现为体积变大。
水结冰需要的条件
结冰要使温度小于等于0摄氏度
要求在水中有冻结核。有了冻结核,乱动着的水分子才能按冰的晶体结构排列起来。江河湖海的水,城市里用的自来水等都含有杂质,这些杂质就是冻结核。
于是到摄氏零度时就结冰了。但是对纯净的水来说,即使温度低于0℃,因为没有冻结核,所以很难冻结,也就不能成为冰。如果在一杯纯净的水里放一些小小的冰晶体,或者沙粒,水分子有了核心或有依附而按冰的晶体结构排列起来,成为冰。
|水变成冰为什么密度减小体积增大
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