水结冰时体积会膨胀还是缩小,水结冰时体积增大多少倍?
水结冰时体积会增大是因为液态水中水分子之间存在着较强的氢键作用力,所以体积较小。水结冰时体积要变大为原来的10/9。由于水的密度是1g/cm3,而冰的密度约为0.9g/cm3,所以对于一定质量的水凝固成冰后,由于质量不变,而密度减小,所以它的体积要变大为原来的10/9(约1.11倍)。
水凝固成冰后体积会增大?
会。
水结成冰后,体积会变大。
对大多数物质来说,分子间距离随温度降低而减小,即通常说的热胀冷缩。同种物质的固态体积比液态体积小。水比较特殊,当温度低于4℃时会出现反常膨胀,即热缩冷胀,所以冰的密度会小于水的密度,水结冰后质量没变,由于密度变小,所以体积会变大。
为什么水结冰体积变大用分子势能解释?
水结冰体积变大的原因:
(1)液态水中水分子排布不规则,凝固后,排布变规则了,由于氢键的作用,水分子间形成四面体结构,使得水分子间的空隙变大,所以水变冰后体积增大。含氢键的无机物质主要有水、氨和氟化氢,他们在凝固时都变成空间多面体(水、氨为四面体,氟化氢为空间双链结构),所以他们都会冷胀。有机化学中大部分含氧衍生物都可能有氢键,但是基于碳架的影响,其氢键形成情况会非常复杂.
(2)水凝固成冰,它的分子的平均动能会减小,但它本身为了阻碍这种变化,它的分子势能要增加,所以它的体积会增加.另外除了在0~4摄氏度是这样的,其它的温度,应遵循常理. 温度变低,溶于水的气体的溶解度随温度的下降而变低,于是气体溢出,但在温度下降过程中,被结成的冰挡在里面,于是体积增大了(气体体积比液体大,这个大家都知道吧?!)
(3)由于水分子是极性很强的分子,能通过氢键结合成缔合分子(多个水分子组合在一起)。液态水,除含有简单的水分子(H2O)外,同时还含有缔合分子,最典型的两种是(H2O)2和(H2O)3,前者称为双分子缔合水分子。物质的密度由物质内分子的平均间距决定。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℃(101kPa)时水分子多以双分子缔合水分子的形式存在(在水温由0℃升至4℃的过程中,由缔合水分子氢键断裂引起水密度增大的作用,比由分子热运动速度加快引起水密度减小的作用更大,所以在这个过程中,水的密度随温度的增高而加大。),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),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。)
(4)冰具有四面体的晶体结构。这个四面体是通过氢键形成的,是一个敞开式的松弛结构,因为五个水分子不能把全部四面体的体积占完,在冰中氢键把这些四面体联系起来,成为一个整体。这种通过氢键形成的定向有序排列,空间利用率较小,约占34%、因此冰的密度较小。水溶解时拆散了大量的氢键,使整体化为四面体集团和零星的较小的“水分子集团”(即由氢键缔合形成的一些缔合分子),故冰水已经不象冰那样完全是有序排列了,而是有一定程度的无序排列,即水分子间的距离不象冰中那样固定,水分子可以由一个四面体的微晶进入另一微晶中去。这样分子间的空隙减少,密度就增大了。
冰融化成水体积变大还是小?
冰融化后体积变小。因为冰的密度比水小。根据m=pv,质量不变,密度大的体积小。
冰中总有一些较其它水分子更为活跃的水分子吸收了外界的热量后分子热运动加剧,从而使得原有形态内分子间作用力不足以完全束缚住这些活跃分子,冰就慢慢融化成了水。快速融化冰的方法:冰的融化过程需要吸热,因此要最快速的融化就必须加热,如冻成冰块的肉,想要冰快速的融化,可以让冰块放在热水里,很快就能融化。
密闭的容器中充满水?
水结冰体积膨胀10%密闭容器充满水,除非你的容器能同时膨胀,容器会被胀坏。