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冰的密度和水的密度谁大

冰的密度和水的密度谁大

2023-08-18 17:07 391浏览

质量是物体本身的一种属性,与物体所含物质的多少有关,与物体的形状、状态、位置和温度无关,冰和水是同一种物质的不同状态。

冰的密度和水的密度谁大?

水的密度大。因为冰在0℃下密度为0.917 g/cm·sup3,而水的密度正常为1.00g/cm·sup3,日常生活中,冰总是浮在水面上,也可以说明冰的浮力小,水的浮力大。

液态的水在凝固成冰的时候,分子间的相互作用力使分子按一定的规则排列,每个分子都被四个分子所包围,形成一个结晶四面体.这种排列方式是比较松散的,使得冰晶体中的分子间的平均距离大于液态水中的分子间的平均距离。

冰和水的体积一样吗?

同样质量的冰和水,冰的体积比水要大,这是因为冰的密度小于水的密度。

根据密度公式ρ=m/v(式中,ρ代表密度,m代表质量,v代表体积),可知,质量一定,密度越小,体积越大。通常情况下,冰的密度为0.92g/cm³,水的密度为1g/cm³,冰的密度小于水的密度,所以在质量相同的情况下,冰的体积会更大。

冰和水谁的内能大?

水的内能大。因为水的温度比冰大,而且水的比热容比冰的大。也就是说每升高一摄氏度水要的能量多,所以水的内能高。还有水分子在液态活跃,固态不活跃。由不活跃到活跃要吸收能量

因为水和冰都是由水分子组成的,而水和冰的内能表现在分子的动能和势能上,分子的动能由温度决定,温度相同则两者动能相同,而在势能方面当两者温度相同质量相同时冰的体积要比水大,那么在微观上表现为冰内部的水分子之间的距离要远大于水中的水分子,因而冰的势能要小于水的势能(两分子之间的距离越近时势能越大),综合两方面可知水的内能要大。水多出的能量以分子势能的形式存在。

冰的晶体结构:

冰冰是无色透明的固体,分子之间主要靠氢键作用,晶格结构一般为六方体,但因应不同压力可以有其他晶格结构。密度比水小。

分子之间主要靠氢键作用,不过也存在范德华力,晶格结构一般为六方体,其密度比水小。但因在不同压力下也可以有其他晶格结构。

冰的物理性质:

1、熔点

在常压环境下,冰的熔点为0℃。0℃水冻结成冰时,体积会增大约1/9(水体积最小时为4℃)。据观测,封闭条件下水冻结时,体积增加所产生的压强可达2500大气压。

2、熔化

冰是水在自然界中的固体形态,在常压环境下,温度高于零摄氏度时,冰就会开始熔化,变为液态水。日本一个研究小组发现,冰开始熔化的时候,是以结晶内的一个水分子开始脱离结晶为契机,相关机制有助于弄清含水的蛋白质出现结构变化的机制。

3、密度

在一个标准大气压下,纯水结冰的温度为0°C,此时水的密度为999.87kg/m3(纯水在4°C时密度最大,为1000kg/m3),冰的密度为917kg/m3

冰与水:

由于水分子间有氢键结合这样的结构所决定的四面体结构。根据近代X射线的研究,证明了冰具有四面体的晶体结构。这个四面体是通过氢键形成的,是一个敞开式的开阔结构,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,约为摄氏4度时液态水的92%。

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