水密度多少?水在什么时候密度最小?
来源:USP科技
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2022-05-26 15:11:17
标准状况下水的密度是1克/立方厘米,水的密度不是一个稳定的值,温度低的时候比温度高的时候密度要大。
水的化学式为H2O,是由氢、氧两种元素组成的无机物,无毒,可饮用。在常温常压下为无色无味的透明液体,被称为人类生命的源泉。
水是地球上最常见的物质之一,是包括无机化合、人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。纯水可以导电,但十分微弱,属于极弱的电解质。日常生活中的水由于溶解了其他电解质而有较多的阴阳离子,有较为明显的导电性。
绝大多数物质有热胀冷缩的现象,温度越低体积越小,密度越大。而水在4℃时体积最小,密度最大,为1kg·m?3(即1g·cm?3。这一现象也可以用水的缔合作用加以解释。接近沸点的水,主要是以简单分子的状态存在的。冷却时一方面由于温度降低,分子热运动减小,使水分子间的距离缩小,另一方面,由于温度降低,水的缔合度增大,(H2O)2缔合分子增多,分子间排列较紧密,这两个因素都使水的密度增大,温度降低到4.0℃时(严格讲是3.98℃),水有最大的密度,最小的体积。温度继续降低时,出现较多的(H2O)3及具有冰的结构的较大的缔合分子,它们的结构较疏松,所以4℃以下,水的密度随温度降低反而减小,体积则增大。到冰点时,全部分子缔合成一个巨大的、具有较大空隙的缔合分子。水的这一性质对水生动植物的生存有着重要的意义。严冬季节,冰封江、湖、河面的时候,由于冰比水轻(0℃时冰的密度为0.9168g·cm?3而水的密度为0.9999g·cm?3,它浮在水面上,使下面水层不易冷却,有利于水生动植物的生存。
300多年前,人类就已知道水在摄氏4度时密度最大这一现象。虽然这一现象仅仅是由于水的分子结构造成的,但对于水的这种特性,人们至今仍不能作出科学的解释。