在溫度4℃上下,水中有兩種使密度發生改變的效應:一是由于溫度升高,液态水的分子熱運動加劇,分子間的平均距離增大,緻使水的密度減小;另一種是由于溫度升高,水中所含有的冰晶體逐漸熔解,分子間的平均距離減小,緻使密度增大。在1大氣壓(101、325千帕)下,水溫低于4℃前,後一種效應占優勢;而水溫高于4℃後,前一種效應占優勢。設想一定質量的水,溫度從0℃逐漸升高到5℃,根據上面的分析,水的體積将先減小後增大,密度則先增大後減小,在4℃時體積最小,密度最大。實際上,溫度越過4℃以後,冰晶體會越來越少,直至消失,水就進入正常膨脹狀态了。
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