水变成冰为什么体积变大 水能被压缩吗为什么冰体积较大
水变成冰为什么体积变大
小编为你解答水能被压缩吗为什么冰体积较大和水变成冰为什么体积变大方面的经验,一定能给您带来帮助的,一起来了解吧!
一种物体是否能被压缩有一个非常简单的衡量方式,内部是否有间隙!比如一团蓬松的棉花,如果最小化收纳有两种方式:
1、将它装到袋子里,尽量装紧实,体积将会大大缩小。
2、将它装到密封袋里,抽真空,可以最小化收纳。
那么水能被压缩吗?中学物理告诉我们水是不能压缩的!水有间隙吗?似乎没有这种说法,我们继续讨论。
一、水分子之间有间隙吗?
棉花的花絮与花絮之间有间隙我们肉眼就能见到,但水中的间隙我们是看不见的,即使有所谓的空隙-气泡,那么也会快速的浮上水面,似乎看起来没有间隙,那么是这样吗?
1、空气被压缩的秘密
压缩空气大家司空见惯,它的用途很多,工业上它是气动工具的必备动力,民用上可以驱动木工的射钉枪,也可以作为潜水员的呼吸空间,这是因为空气分子的间隙很大,比标准温度下的氧气平均分子间距为3纳米。
而一个氧分子的大小约为0.3纳米,理论上如果要到一个个挨着的程度的话,它可以被压缩1000倍,当然这很难!比如空气的密度是1.293千克/立方米,液态空气的密度是900千克/立方米,两者相差约696倍!
而分子之间的平均间距决定了常态下物质体积的大小!
2、水的固态液态和气态分子之间的间隙
水是一种比较有趣的物质,一般来说气态体积最大,液体次之,固体的体积最小,但对于水来说,大约在3.98℃时的时候体积是最小的!
这是因为水分子之间的氢键在起作用,结冰以后水分子会形成规则的六边形结构,但水分子中间的氢键,在结冰后距离并不会缩小,反而会变大,因此结冰后的体积会比水大10%左右!
但水还有一种更怪异的状态,过冷水,如果水分子没有排列成规则结构,比如在特别纯净的水中,几乎无扰动时就会形成类似的条件,那么此时冰是不能形成的,但如果扰动足以打破这个水分子的无序状态,它将会立即结成冰!