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...
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
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