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类别：科学技术
问题描述：
为什么
分析：
简单的说，
因为水在4度时密度最大，也就是说分子最致密。 当温度变冷时，水分子变得不那么紧密，也就是说密度发生变化，从而空气进入，体积变大。
冰比水轻
——（原发表于1951年12月《启蒙青年》）
冰比水轻，你不觉得奇怪，虽然这是很奇怪的东西。
我们在一个大锅里放一团香油，等它融化，然后再加入一团香油。这一团融化的香油一定是沉入了融化的香油里了。
底部永远不会浮在水面上。
在大锅中熔化锡也是如此。 金块总是沉入熔化的锡下。几乎所有物质都是相似的，处于固态，致密
速度比液态时要大。
冰的密度比水小，因此可以漂浮在海上。 在自然界中，这些情况极为罕见。
为什么冰的密度比水小？原因只有一个，那就是水结冰时体积减小，违反了“遇热膨胀，遇热冷却”的原理。
缩小”例程。
水结冰膨胀是常识。冬天到来之前，我们把所有的盆子都放在露天
嘴埋在地下，用稻草做的发动机盖住，防止水结冰时桶爆裂。
有人做过这样的实验：冬天，他把两枚炸弹的钢壳装满水，用塞子拧紧，在露天放置一夜。
.第二天早上我去看了。 其中一枚弹壳的软木塞被冰冲走六七米远，开口处长出了一层冰； 另一枚炸弹外壳破裂。
一道裂缝裂开，冰块从裂缝中挤出来。
冬季，所有露天放置的土罐均应倒置，防止积水破裂。露天的水管必须用稻草包裹。
得了吧水的密度比冰大的原因，结冰放不出水是小事，裂了就损失大了。不耐寒的花树、桃树和小树苗也需要稻草
绷带。 如果行道树细胞中的水结冰，细胞膜就会破裂，动物组织就会被破坏。
冬天，山墙内层的水泥常常会一片片脱落； 水泥路面上的桥面经常会出现裂缝，甚至起拱。
来; 都是冰，只要水泥稍有裂缝，雨水还是会渗进来； 如果它冻结并体积膨胀，水泥就会
毁了。
岩石破碎也是如此。 水积聚在岩石的缝隙中，冬天结冰，体积膨胀，缝隙就会扩大；
第二年，裂缝里积了更多的水，冻住了裂缝就变大了。就这样，年复一年，大块的岩石从山上崩塌下来。
山来了。
如果水结冰时体积不膨胀，岂不是给我们减少了很多麻烦和损失？乍一想，好像
看起来很有道理，但是你再想一想，如果水结冰时体积缩小了，那么冰的密度不是比水大吗？不会沉到水底吗？
你去了吗？海面没有冰，即使不能妨碍航行，但水一旦结冰，就会沉到海底，天冷时下层的水又会结冰。
？ 水中的冰越积越多，最后所有的江河湖海都要结冰到底，但永远不会融化。太阳的热量高达
海洋中的动植物不到达海底就很难生存。我们知道，陆地上的动植物最早来自海滩
上岸了。 连海底都冻成了冰，陆地上是否会有生命都成了问题。这样一比较，你一定会做出正确的选择
判决来了。
冰不仅密度比水小，而且不易传递质量。冰在海面上形成，可以保护上层水，使上层水结冰的速度慢一些。
一点。 虽然较小的池塘和池塘在冬天底部很少结冰。即使在北冰洋厚厚的冰层下，海水仍然闪闪发光
水流不停，鱼儿依然自由自在地游来游去。
当水结冰时水的密度比冰大的原因，它的体积会膨胀。 如果很难让它膨胀，即使温度降到0℃以下，水也永远不会结冰。换句话说
表示水受到压力，熔点会升高。 有人把水放在坚固的钢瓶里做实验，证明了这个想法。
我们没有钢瓶，可以证明水在压力下熔点会升高。冬天我们找一大块冰，把它放在两个人之间
椅子之间。 取一根金属丝，将其弯曲成环，然后将其缠绕在冰块上。 铁丝环下挂着一个沉重的称重锤。我们会听到铁丝的声音
它会逐渐陷入冰块中。 而且，电线表面的冰冻得还不错，没有任何被电线夹住的痕迹。 进展如何？
原来钢丝环下挂着一个称重锤，它压在冰上的压力很大，冰块在压力下部分融化成水。
扣上，里面的水失去压力，立刻又结冰了。
轮滑运动就是利用了这个原理。 溜冰鞋的后跟处有一双溜冰鞋，我们四肢的重量就靠在这些薄薄的溜冰鞋上。
冰上的压力如此之大，以至于冰变成了水。冰鞋和冰之间有这层薄薄的水，就像添加了润滑剂一样，可以顺利行驶。
平稳地向前滑行。玻璃比冰更光滑，但没有人可以在玻璃上滑行，因为玻璃在压力下不会融化。
改变。
4℃时水的密度最大，但冰的密度比水小（附图）
由于水分子具有很强的极性，因此可以通过构象结合成缔合分子，如下面的结构式（实线表示官能团）。
液态水除了富含简单水分子（H2O）外，还富含缔合分子（H2O）2和（H2O）3等。当温度为0℃且水不结冰时，大部分水分子是以(H2O)3缔合分子存在的。 当温度降至3.98℃（）时，水分子大多以（H2O）2缔合分子的形式存在，分子所占据的空间相对减少。 此时水的密度最大。 如果水温继续下降到3.98℃以上，则材料的热胀冷缩规律将占上风。 当温度降至0°C时，水与冰结合。 当水结冰时，几乎所有分子都缔合在一起，形成一个巨大的缔合分子。 冰中水分子的排列是每个氧原子有四个氢原子作为邻居。 （两个共价键，两个官能团），如右图所示。 这样的排列导致了开放式结构，也就是说冰的结构中存在较大的间隙，因此在相同温度下冰的密度比水低。
水分子通过官能团连接
另外，分解相关分子需要一定的能量，这足以解释为什么水具有很大的比热容。