水在攝氏多少度時密度最大

　　試題：

　　水在攝氏多少度時密度最大（）

　　A、零下10度

　　B、0度

　　C、4度

　　D、10度

　　答案：C

　　解析：

　　一切物質(zhì)受熱時都增大自己的體積，即熱脹冷縮，同時減小密度。水也具有這種性質(zhì)，但是在0℃和4℃之間例外，此時隨著溫度的升高，水的體積并不是增加，而是縮小。4℃時水的密度最大。因此，水的體積和溫度之間的關(guān)系不是直線關(guān)系，而是曲線關(guān)系，這和大多數(shù)物質(zhì)不一樣。

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　　水在攝氏4度時密度最大之謎

　　300多年前，人類就已明白水在攝氏4度時密度最大這一現(xiàn)象。雖然這一現(xiàn)象僅僅是由于水的分子結(jié)構(gòu)造成的，但對于水的這種特性，人們至今仍不能作出科學(xué)的解釋。

　　絕大多數(shù)的物質(zhì)的熱膨脹和收縮，溫度越低，體積越小，密度越大的現(xiàn)象。水在4℃時的體積最小，最大密度，1KG·M？3（為1g·厘米3。協(xié)會來解釋這一現(xiàn)象也能夠是水，接近水的沸點，主要是簡單的分子狀態(tài)存在時，一方面，由于在冷卻到較低的溫度下，分子的熱運動減少，從而使水分子之間的距離，另一方面，由于溫度的降低，增加的關(guān)聯(lián)程度的水（H2O）2的HASE增加分子的分子更緊密地排列，這兩個因素的密度增加水，將溫度降低到4.0°C時（嚴(yán)格來說，是3.98°C），水的最大密度，最小的體積，當(dāng)溫度繼續(xù)降低，出現(xiàn)（H2O）3和具有下式結(jié)構(gòu)冰較大的締合分子，它們的結(jié)構(gòu)是相對寬松，4°C或以下，水的密度隨著溫度的降低，相反，成交量增加至冰點，所有的分子合成一個巨大的協(xié)會，該協(xié)會分子與水的性質(zhì)具有重要好處的水生動植物的生存有較大的差距的冬季，冰凍的河流，湖泊，河流的時候，因為冰比水輕（0°C時，冰的密度為0.9168克厘米3，水的密度是0.9999克·厘米3，它浮在水面上，下面的冷卻水層不容易，有利于水生動植物的生存。

　　日本物質(zhì)材料研究機構(gòu)物質(zhì)研究所研究員三島修和鈴木芳治透過實驗證實，在低溫條件下兩種非晶態(tài)冰之間存在不連續(xù)性轉(zhuǎn)移。在低溫狀況下，低密度水和高密度水呈完全不同的形態(tài)。這項研究不僅僅首次解釋了水在攝氏4度時密度最大的現(xiàn)象，而且在生態(tài)系統(tǒng)、水溶液系統(tǒng)等與水有關(guān)的領(lǐng)域有廣泛的研究與應(yīng)用價值。該成果發(fā)表在最新一期的《自然》雜志上。

　　日本科學(xué)家的這項研究，觀察了高密度非晶態(tài)冰（HDA）向低密度非晶態(tài)冰（LDA）變化的過程。發(fā)現(xiàn)HDA在零下158攝氏度以下時整體均一膨脹，在零下158攝氏度時隨著不均一的體積變化迅速向LDA轉(zhuǎn)移。在轉(zhuǎn)移過程中，出現(xiàn)兩種成分共存狀態(tài)，隨著時間推移，HDA和LDA逐漸分離。研究證實，低溫下兩種水之間的轉(zhuǎn)移是不連續(xù)的。

　　多年來，科學(xué)家透過理論計算與實驗，一向在進行水的非晶態(tài)多樣性研究。水通常在攝氏零度時結(jié)冰。但水在攝氏零度以下時也可持續(xù)液體狀態(tài)，稱作過冷卻水。當(dāng)過冷卻水到達(dá)臨界點以下時就會分離出兩種狀態(tài)，既低密度水和高密度水。與此相對應(yīng)，也存在低密度和高密度兩種非晶態(tài)冰。由于水在低溫時易于結(jié)冰，也由于沒有非晶態(tài)冰之間互相轉(zhuǎn)移的現(xiàn)存理論，水的非晶態(tài)多樣性學(xué)說存在很多爭論。其中之一就是兩種密度的非晶態(tài)水是否會發(fā)生連續(xù)轉(zhuǎn)移。

　　科學(xué)家認(rèn)為，這項研究成果是揭開水領(lǐng)域各種問題的重大突破，將對今后過冷卻水等研究產(chǎn)生重大影響，同時將帶動對同溫層中的云的研究及在冰點下活動的動植物細(xì)胞內(nèi)存在的過冷卻水的研究。如果今后能夠控制這兩種水的臨界點，就能夠自由控制水的結(jié)晶，對人類控制地球環(huán)境和開發(fā)生物冷卻保存技術(shù)極有價值。

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