水结冰后体积会变大吗

Question

如题所述

Answer 1

水在结冰时体积会增加，而其重量保持不变。这是因为水从液态转变为固态时，其分子结构发生变化，形成冰晶。尽管水分子的总质量没有改变，但冰晶的密度低于液态水，根据密度等于质量除以体积的公式，体积因此增大。实验数据显示，在标准大气压和0℃的条件下，水结冰后体积大约会增加1/9。
冰是透明无色的固体，其分子间的相互作用主要是通过氢键来维持，形成了特定的晶体结构，通常是六方晶格。但是，在不同的压力下，冰也可以形成其他类型的晶体结构。
冰晶格的结构类似于一个带有一个顶锥的三棱柱，其中六个角上的氧原子被六个相邻的晶胞共享。三个棱上的氧原子则分别与三个相邻的晶胞共享，而两个轴顶的氧原子与两个晶胞共享。只有位于中心的氧原子是独占于一个晶胞的。
冰的结晶是由水分子以六角形规则排列形成的结构。当冰受热时，首先是一个水分子从结晶中脱离，开始自由运动，并且这个水分子不会返回原来的位置，导致结晶开始变形。这种变形一旦发生，就会逐渐扩大，最终导致整个结晶结构分解，冰重新转变为液态水。