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水在多少度之間會熱脹冷縮

生活更新时间:2024-11-26 00:42:21

中學物理曾經告訴我們所有人一個常識，一般物質都遵循“熱脹冷縮”這一物理規律。

可是，“水”卻是個另類奇葩。

水在4°C以上時的确是遵循“熱脹冷縮”規律的。

可是在0°C~4°C卻遵守“熱縮冷脹”規律。因此水在4°C時體積最小，密度最大。

我們把水的這個特性叫做“反常膨脹”！

水在多少度之間會熱脹冷縮（神奇的物理規律）1

先舉個初中物理常考的例子：冬天自來水管被凍裂的物理原因——一是根據水的反常膨脹原理，水凝固成冰時體積會增大；二是金屬水管遵循熱脹冷縮規律，在溫度降低時，體積會收縮。裡面變大，外面變小，當然要裂開。

接下來，我們讨論一下“水"的物理規律。

【1】4°C以上的水——熱脹冷縮！

我們知道，自然界的水總是先從表面開始冷卻的，表面水溫總是低于下面的水溫。那麼，當4°C以上的水從高于4°C的溫度向4°C降低的過程中，由于是正常的熱脹冷縮，所以上層的水密度會大于下層的水的密度，于是上層水下沉，下層水上升，從而形成對流，整個水體會很快達到相同的溫度！

【2】0°C~4°C的水——熱縮冷脹！

當水溫從4°C向0°C降低的過程中，由于熱縮冷脹，所以上層水的密度小于下層水的密度，不會再下沉！下層的水也不會再上升，于是沒有了對流現象，水的溫度不再均勻。當表面的水結冰後，冰與水混合物溫度為0°C，于是，從表面到底部水溫逐漸升高，由于4°C水的密度最大，因此河底的水溫為4°C，水中的各種生物會安全生存。

我們可以知道結果了——假如沒有水的反常膨脹，那麼當水溫從4°C向0°C降低的過程中——整個水體會達到相同的0°C，最終會全部結成冰！于是所有的生物都會被“凍住”！

如果真的這樣，地球上的生命就不可能進化，人類也不可能誕生了！

似乎這一物理特性就是為了生物以及人類的産生而特意設定的物理奇迹！

物理規律——好神奇！

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