冰的密度和水的密度誰(shuí)大


質(zhì)量是物體本身的一種屬性,與物體所含物質(zhì)的多少有關(guān),與物體的形狀、狀態(tài)、位置和溫度無(wú)關(guān),冰和水是同一種物質(zhì)的不同狀態(tài)。
冰的密度和水的密度誰(shuí)大?
水的密度大。因?yàn)楸?℃下密度為0.917 g/cm·sup3,而水的密度正常為1.00g/cm·sup3,日常生活中,冰總是浮在水面上,也可以說(shuō)明冰的浮力小,水的浮力大。
液態(tài)的水在凝固成冰的時(shí)候,分子間的相互作用力使分子按一定的規(guī)則排列,每個(gè)分子都被四個(gè)分子所包圍,形成一個(gè)結(jié)晶四面體.這種排列方式是比較松散的,使得冰晶體中的分子間的平均距離大于液態(tài)水中的分子間的平均距離。
冰和水的體積一樣嗎?
同樣質(zhì)量的冰和水,冰的體積比水要大,這是因?yàn)楸拿芏刃∮谒拿芏取?/p>
根據(jù)密度公式ρ=m/v(式中,ρ代表密度,m代表質(zhì)量,v代表體積),可知,質(zhì)量一定,密度越小,體積越大。通常情況下,冰的密度為0.92g/cm3,水的密度為1g/cm3,冰的密度小于水的密度,所以在質(zhì)量相同的情況下,冰的體積會(huì)更大。
冰和水誰(shuí)的內(nèi)能大?
水的內(nèi)能大。因?yàn)樗臏囟缺缺?,而且水的比熱容比冰的大。也就是說(shuō)每升高一攝氏度水要的能量多,所以水的內(nèi)能高。還有水分子在液態(tài)活躍,固態(tài)不活躍。由不活躍到活躍要吸收能量
因?yàn)樗捅际怯伤肿咏M成的,而水和冰的內(nèi)能表現(xiàn)在分子的動(dòng)能和勢(shì)能上,分子的動(dòng)能由溫度決定,溫度相同則兩者動(dòng)能相同,而在勢(shì)能方面當(dāng)兩者溫度相同質(zhì)量相同時(shí)冰的體積要比水大,那么在微觀上表現(xiàn)為冰內(nèi)部的水分子之間的距離要遠(yuǎn)大于水中的水分子,因而冰的勢(shì)能要小于水的勢(shì)能(兩分子之間的距離越近時(shí)勢(shì)能越大),綜合兩方面可知水的內(nèi)能要大。水多出的能量以分子勢(shì)能的形式存在。
冰的晶體結(jié)構(gòu):
冰冰是無(wú)色透明的固體,分子之間主要靠氫鍵作用,晶格結(jié)構(gòu)一般為六方體,但因應(yīng)不同壓力可以有其他晶格結(jié)構(gòu)。密度比水小。
分子之間主要靠氫鍵作用,不過(guò)也存在范德華力,晶格結(jié)構(gòu)一般為六方體,其密度比水小。但因在不同壓力下也可以有其他晶格結(jié)構(gòu)。
冰的物理性質(zhì):
1、熔點(diǎn)
在常壓環(huán)境下,冰的熔點(diǎn)為0℃。0℃水凍結(jié)成冰時(shí),體積會(huì)增大約1/9(水體積最小時(shí)為4℃)。據(jù)觀測(cè),封閉條件下水凍結(jié)時(shí),體積增加所產(chǎn)生的壓強(qiáng)可達(dá)2500大氣壓。
2、熔化
冰是水在自然界中的固體形態(tài),在常壓環(huán)境下,溫度高于零攝氏度時(shí),冰就會(huì)開(kāi)始熔化,變?yōu)橐簯B(tài)水。日本一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn),冰開(kāi)始熔化的時(shí)候,是以結(jié)晶內(nèi)的一個(gè)水分子開(kāi)始脫離結(jié)晶為契機(jī),相關(guān)機(jī)制有助于弄清含水的蛋白質(zhì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變化的機(jī)制。
3、密度
在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,純水結(jié)冰的溫度為0°C,此時(shí)水的密度為999.87kg/m3(純水在4°C時(shí)密度最大,為1000kg/m3),冰的密度為917kg/m3
冰與水:
由于水分子間有氫鍵結(jié)合這樣的結(jié)構(gòu)所決定的四面體結(jié)構(gòu)。根據(jù)近代X射線(xiàn)的研究,證明了冰具有四面體的晶體結(jié)構(gòu)。這個(gè)四面體是通過(guò)氫鍵形成的,是一個(gè)敞開(kāi)式的開(kāi)闊結(jié)構(gòu),因?yàn)槲鍌€(gè)水分子不能把全部四面體的體積占完,在冰中氫鍵把這些四面體聯(lián)系起來(lái),成為一個(gè)整體。
這種通過(guò)氫鍵形成的定向有序排列,空間利用率較小,約占34%,因此冰的密度較小,約為攝氏4度時(shí)液態(tài)水的92%。

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