冰塊爲什麼會浮在水面上?
水分子在固態時要比在液態時更佔空間,因此冰的密度比水小。所以一定體積的冰塊要比相同體積的水輕,冰就浮在水面上了。
物體較“輕”時會浮在水面上,這裏所說的“輕”並不是重量、體積,而是與浮力相關的密度。密度與浮力關係爲:若ρ物體
根據諾貝爾化學獎獲得者鮑林提出的“氫鍵”概念——水和冰都是由水分子構成的,每個水分子又由兩個氫原子和一個氧原子構成。一個水分子中的氫原子與另一個水分子中氧原子產生的靜電吸引力就叫做氫鍵。但當液態的水在凝固成冰時,分子間的相互作用力使分子按一定的規則排列,冰中的每個水分子都會被相鄰的四個水分子包圍。由於氫鍵的方向性要求,水分子不能做到緊密堆積,整個冰的結構是六方或四方晶體,分子間具有較大的縫隙,空間利用率較小,從而導致冰的密度比水更小。而在液態的水中,分子的排列比較混亂,不像冰中的分子排列得那麼有規律。液態水中的氫鍵被拆散,水分子可以由一個四面體的微晶進入到另一微晶中去,因此液態水的密度就比冰塊大了。
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