水的密度与温度的关系

水的密度与温度的关系 一、水有如下特性 高于4度时，热胀冷缩 低于4度时，冷张热缩 二、水性质的原理 由于水分子是极性很强的分子，能通过氢键结合成缔合分子（多个水分子组合在一起）。液态水，除含有简单的水分子(H2O)外，同时还含有缔合分子，最典型的两种是(H2O)2和(H2O)3，前者称为双分子缔合水分子。 物质的密度由物质内分子的平均间距决定。当温度在0℃水未结冰时，大多数水分子是以(H2O)3的缔合分子存在，当温度升高到3.98℃(101kPa)时水分子多以双分子缔合水分子的形式存在（在水温由0℃升至4℃的过程中，由缔合水分子氢键断裂引起水密度增大的作用，比由分子热运动速度加快引起水密度减小的作用更大，所以在这个过程中，水的密度随温度的增高而加大。），分子占据空间相对减小，此时水的密度最大。如果温度再继续升高在3.98℃以上，一般物质热胀冷缩的规律即占主导地位了。水温降到0℃时，水结成冰，水结冰时几乎全部分子缔合在一起成为一个巨大的缔合分子，在冰中水分子的排布是每一个氧原子有四个氢原子为近邻(两个共价键，两个氢键)，这样一种排布导致成一种敞开结构，也就是说冰的结构中有较大的空隙，所以冰的密度反比同温度的水小。 三、水在不同温度下的密度、粘度、介电常数和离子积常数Kw值 Densities, Viscosities, Dielectric Constants and Ionic Product Constants of Water at Different Temperatures 温度t (Temperature) /0C 密度ρ(Density) /(g/ml) 黏度η (Viscosity) /(10-3Pa·s) 介电常数ε(Dielectric constant)/(F/m) 离子积常数(Ionic product constant) Kw 0 0.99984 - 87.90 0.11×10-14 2 0.99994 - - - 4 0.99997 - - - 5 0.999965 1.5188 85.90 0.17×10-14 6 0.99994 - - - 8 0.99985 - - - 10 0.999700 1.3097 83.95 0.30×10-14 12 0.99950 - - - 14 0.99924 - - - 15 0.999099 1.1447 82.04 0.46×10-14 16 0.99894 - - 0.50×10-14 17 - - - 0.55×10-14 18 0.99860 - - 0.60×10-14 19 - - - 0.65×10-14 20 0.998203 1.0087 80.18 0.69×10-14 21 - - - 0.76×10-14 22 0.99777 - - 0.81×10-14 23 - - - 0.87×10-14 24 0.99730 - - 0.93×10-14 25 0.997044 0.8949 78.36 1.00×10-14 26 0.99678 - - 1.10×10-14 27 - - - 1.17×10-14 28 0.99623 - - 1.29×10-14 29 - - - 1.38×10-14 30 0.995646 0.8004 76.58 1.48×10-14 31 - - - 1.58×10-14 32 0.99503 - - 1.70×10-14 33 - - - 1.82×10-14 34 0.99437 - - 1.95×10-14 35 0.99403 0.7208 74.85 2.09×10-14 36 0.99369 - - 2.24×10-14 37 - - - 2.40×10-14 38 0.99297 - - 2.57×10-14 39 - - - 2.75×10-14 40 0.99222 - 73.15 2.95×10-14 42 0.99144 - - - 44 0.99063 - - - 45 - - 71.50 - 46 0.98979 - - - 48 0.98893 - - - 50 0.98804 - 69.88 5.5×10-14 52 0.98712 - - - 54 0.98618 - - - 55 - - 68.30 - 56 0.98521 - - - 58 0.98422 - - - 60 0.98320 - 66.76 9.55×10-14 62 0.98216 - - - 64 0.98109 - - - 65 - - 65.25 - 66 0.98001 - - - 68 0.97890 - - - 70 0.97777 - 63.78 15.8×10-14 72 0.97661 - - - 74 0.97544 - - - 75 - - 62.34 - 76 0.97424 - - - 78 0.97303 - - - 80 0.97179 - 60.93 25.1×10-14 82 0.97053 - - - 84 0.96926 - - - 85 - - 59.55 - 86 0.96796 - - - 88 0.96665 - - - 90 0.96531 - 58.20 38.0×10-14 92 0.96396 - - - 94 0.96259 - - - 95 - - 56.88 - 96 0.96120 - - - 98 0.95979 - - - 100 0.95836 - 55.58 55.0×10-14