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  • 1 # 知足常樂0724

    大家都知道熱脹冷縮,水降溫變成了冰,但本質還是水,為啥體積沒有變小反而大了不少?

    答:自然界的水以液態、固態、氣態的方式存在。見下圖所示。

    ●水的結構:→水分子是地球表面上最多的分子,其內部結構非常基本,但是又具有很多奇妙的化學性質。水作為良好的溶劑為生命存在提供了基本條件,其獨特的氫鍵結構也一直讓科學家難以解釋。見下圖所示。

    ●自然界的水不是以單一的H2O的形式存在的,它是由若干H2O透過“氫鍵”作用而聚合在一起,形成“水分子簇”,俗稱“水團簇”。

    ●水的三種形態的變化見下圖所示。

    ●從上圖可知,常溫下的水以液態形式存在,當受到其它外界熱與太Sunny後,它會受熱以氣態形式向外變為水蒸氣;液態水遇冷後會以固態形式變成固態的冰。

    不過,它的三種狀態是迴圈變化的;它的變化物理上定義,屬於物理變化,並沒有新的物質產生。

    ●水的熱脹冷縮在一定的溫度條件下是反常的;實驗證明,水在4℃時是一個轉折點,此時它與自然界的大多數物質性質完全相反,即→熱縮冷漲。這樣溫度導致水的密度下降。見下圖所示。

    ●水結冰前後質量不變化,水的密度大於冰的密度,根據公式V=m/ρ可知,體積會變大而已。

    ●當溫度大於>4℃時,它立馬恢復與其它物質一樣的特性而熱脹冷縮。這水是最重要也是最奇特的特性之 一。

    ●這個特性是保障自然界萬生物存在的很重要的一點,當水結冰的時候,冰的密度小,浮在水面,可以保障水下生物的生存。當天暖的時候,冰在上面,也是最先解凍。但如果冰的密度比水大,冰會不斷沉到水下,天暖的時候也不會解凍,來年上面的水繼續冰凍,直到所有的水都成了冰,那所有的水生生物都不會存在了。

    知足常樂於上海2019.9.22日

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