水在什么温度下密度最高(水的密度是多少)
水的异常膨胀现象:热收缩和冷膨胀 。
水是最常见的物质 。所有有生命体征的动植物(包括人类)都离不开水，开水是生命之源 。人们把水的冰点作为记录温度的零点，把水的沸点设定为100℃，即以水的相变点作为一切自然物质温度的标尺 。
一般来说，大多数物体受热膨胀，遇冷收缩 。温度越高，物质的密度越小 。然而，水是个例外 。加热和冷却时会膨胀 。只有在4℃时，体积最小 。当温度高于4℃或低于4℃时，体积会膨胀 。这种现象被称为“非正常膨胀现象” 。
我们知道，物质的基本特征是热膨胀和冷收缩 。加热时，颗粒之间的运动加快，颗粒之间的间隙增大，表观密度减小 。相反，在低温下，颗粒之间的运动减少，表观间隙减小，而密度增加 。但这似乎解释不了水的这种现象，为什么低温下冰的密度比水的密度低，如果这里还用“热胀冷缩”就说不通了 。而且，根据现有的研究，以液态水的形式，其密度不是在超冷水或接近零时最大，而是在4℃时最大，这不适用于热胀冷缩理论 。
为什么水的密度在4℃时最高？
通过观察发现，即使4℃以下的水不结冰，长时间在水中也会形成看不见的冰晶，而这些冰晶恰恰是水的密度增大的原因 。当温度达到4℃时，这些检测不到的冰晶就可以完全融化 。这时可以称之为完全液态水，密度自然最高 。当温度超过4℃时，水分子的运动趋于加速，分子间隙也开始增大，密度会逐渐增大 。因此，水密度在4℃时最高 。
水的三种形式:固体、液体和气体 。
水的密度也必须改变 。如果不改变，水的三种形态，即固体、液体和气体，就不会存在 。其实气体状态就是水密度最低的时候 。只有这样天空空才能升起并形成云 。固态是水密度第二低的形式，从水中漂浮的冰的形成可以知道，冰的密度肯定没有液态水的密度高 。因此，可以知道液态水是三种水形式中密度最大的 。
【水的密度是什么 水在几度密度最大】
在0℃时
当水在0℃结冰时，所有的分子结合在一起形成一个巨大的团 。在冰的结构中，每个氧原子与四个氢原子相连形成四面体，每个氢原子与两个氧原子相连 。即氧原子的四个键(两个共价键和两个氢键)指向一个四面体的四个顶点，每个水分子被四个水分子包围，如图所示 。
因此，冰是一种非常紧凑的结构，内部有相当大的空 。当冰融化时，一些氢键被破坏，四面体结构瓦解，水分子可以紧密堆积，所以冰融化时体积会缩小 。
冰漂浮在水面上 。为什么呢？
原来，当水是固体(冰)时，分子之间的相互作用会使分子按照一定的规律排列，分子之间会形成晶体四面体 。这种布置可以看作是类似的支撑功能，占据空的空间，比较松散，所以密度自然没有液态水高，漂浮在水面上也是合理的 。
在4℃时
在4℃左右的温度下，有两种效应会改变水中的密度:
首先，随着温度的升高，液态水的分子热运动加剧，分子间的平均距离增加，导致水密度降低 。
另一种是随着温度的升高，水中所含的冰晶逐渐融化，分子间的平均距离减小，导致密度增加 。
在1个大气压(101.325 kPa)时，水温低于4℃之前，后一种效应占主导地位 。当水温高于4℃时，前者效果占优 。根据计算，0℃附近的水中约有0.6%的冰晶 。当温度逐渐升高时，这些冰晶逐渐被破坏，导致体积减小，密度增大，所以水的密度在4℃时最高 。
水的密度在4℃最高，不是在0℃？
当一定质量的水从0℃加热到10℃时，水的体积先减小后增大，4℃是转折点，此时体积最小，密度最大 。通过进一步研究发现，水的热胀冷缩是不正常的，当温度低于4度时，水表现出热胀冷缩，导致密度降低 。当温度大于4度时，将恢复热膨胀和冷收缩 。这是水最重要、最奇特的特征之一 。确保地球上生命的延续 。想想地球的冰河时期，如果所有的冰都下沉，暴露在低温空气体下的水就会一直结冰，然后整个海洋和地球就会真的结冰 。
水的这种奇怪特性在自然界中很容易看到 。比如冬天河塘里的水结冰，总是从水面开始 。也就是说，首先水面水温降至0℃，而下方水温高于0℃，温度自上而下逐渐升高，底部温度在4℃左右 。密度逐渐增大，水下密度最大 。正是因为水的这种奇特特性，才出现了“人在冰上走，鱼在冰下游”的自然景象 。
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