热胀冷缩，但为什么水结冰体积会膨胀？，水结冰为何体积膨胀，热胀冷缩与物理现象的解释

都晓得「热胀冷缩」，确实，大部门当物体受冷冻结时（从液体酿成固体），它们城市收缩或者变小。

那是因为，凡是情况下，若是你让物体变热，它所含的分子会更频繁地振动。当振动得更多，分子间就需要更多的空间，所以它就会膨胀。

是的，水加热酿成水蒸气就是那个原理。

从逻辑上讲，若是你把物体冷却下来，那么分子的运动速度应该会变慢，分子间彼此碰碰和反弹的强度会降低，分子活动频次也会降低，物体的分子会“聚集”在一路，使整体的体积收缩。

常理是如许，为什么水却是个特例呢？

水加热酿成水蒸气，体积会变大，而水降温成冰块，体积也会变大。

都晓得，水冻结后，水分子间的振动必定会削减，但冰的体积却仍然会膨胀。

究其原因，是因为水分子奇异外形。

水分子看起来像“米老鼠”的脑袋，在米老鼠的头部就是一个氧原子，两个圆耳朵是两个氢原子。

氧原子带一个负电荷，氢原子带一个正电荷，所以水分子倾向于粘在一路构成所谓的氢键。

“异性相吸”使水分子通过“氢键”毗连在一路

恰是因为那种强力连系的“氢键”，水所表示出的特征十分的“柔”，抽刀断水水更柔，宏不雅的刀不成能砍断水分子之间的强力维系。

因为水分子接纳那种外形，水分子在液体形态下倾向于毗连在一路的体例是构成一个有大洞的十分开放的构造。那意味着，有良多额外的空间。

水是液态是，水分子之间的大洞呈无序的外形；而当水结冰时，分子会主动进入最不变的形态，在少少振动的活动下连结整体形态，那么那种多个氢键构成的“大洞”就会扩张到最不变的外形，如下图——

刚好，最能满足那一要求的水分子的摆列占据了更多的空间。

所以冰结冰时会膨胀。

因为同样的量量，占据更大的体积，所以冰的密度比水小，饮料的冰块老是浮在杯口。