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水變成冰體積變大這一常見(jiàn)現(xiàn)象，背后蘊(yùn)含著有趣的科學(xué)原理。在日常生活中，我們常能看到裝滿(mǎn)水的容器在水結(jié)冰后被撐破。從科學(xué)角度看，這和水分子的特殊結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般物質(zhì)熱脹冷縮，而水在降溫成冰時(shí)，水分子排列形成特殊的四面體結(jié)構(gòu)，分子間距增大，導(dǎo)致相同質(zhì)量的冰比水占據(jù)更大空間，下面我們來(lái)詳細(xì)探究。

水變成冰為什么體積變大

1、由于水分子是極性很強(qiáng)的分子，能通過(guò)氫鍵結(jié)合成締合分子（多個(gè)水分子組合在一起）。液態(tài)水，除含有簡(jiǎn)單的水分子外，同時(shí)還含有締合分子，最典型的兩種是(H?O)?和(H?O)，前者稱(chēng)為雙分子締合水分子。物質(zhì)的密度由物質(zhì)內(nèi)分子的平均間距決定。

2、當(dāng)溫度在0℃水未結(jié)冰時(shí)，大多數(shù)水分子是以(H?O)?的締合分子存在，當(dāng)溫度升高3.98℃(101kPa)時(shí)水分子多以雙分子締合水分子的形式存在，分子占據(jù)空間相對(duì)減小，此時(shí)水的密度最大。如果溫度再繼續(xù)升高在3.98℃以上，一般物質(zhì)熱脹冷縮的規(guī)律即占主導(dǎo)地位了。

3、物體受熱時(shí)會(huì)膨脹，遇冷時(shí)會(huì)收縮的特性。由于物體內(nèi)的粒子（原子）運(yùn)動(dòng)會(huì)隨溫度改變，當(dāng)溫度上升時(shí)，粒子的振動(dòng)幅度加大，令物體膨脹；但當(dāng)溫度下降時(shí)，粒子的振動(dòng)幅度便會(huì)減少，使物體收縮。