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水的密度與溫度的關系

所屬分類：知識百科發(fā)布于 2023-06-13 15:48:10被閱讀162次

水的密度與溫度的關系

一、水有如下特性

高于4度時，熱脹冷縮

低于4度時，冷張熱縮

二、水性質的原理

由于水分子是極性很強的分子，能通過氫鍵結合成締合分子（多個水分子組合在一起）。液態(tài)水，除含有簡單的水分子(H2O)外，同時還含有締合分子，最典型的兩種是(H2O)2和(H2O)3，前者稱為雙分子締合水分子。

物質的密度由物質內分子的平均間距決定。當溫度在0℃水未結冰時，大多數(shù)水分子是以(H2O)3的締合分子存在，當溫度升高到3.98℃(101kPa)時水分子多以雙分子締合水分子的形式存在（在水溫由0℃升至4℃的過程中，由締合水分子氫鍵斷裂引起水密度增大的作用，比由分子熱運動速度加快引起水密度減小的作用更大，所以在這個過程中，水的密度隨溫度的增高而加大。），分子占據(jù)空間相對減小，此時水的密度最大。如果溫度再繼續(xù)升高在3.98℃以上，一般物質熱脹冷縮的規(guī)律即占主導地位了。水溫降到0℃時，水結成冰，水結冰時幾乎全部分子締合在一起成為一個巨大的締合分子，在冰中水分子的排布是每一個氧原子有四個氫原子為近鄰(兩個共價鍵，兩個氫鍵)，這樣一種排布導致成一種敞開結構，也就是說冰的結構中有較大的空隙，所以冰的密度反比同溫度的水小。

三、水在不同溫度下的密度、粘度、介電常數(shù)和離子積常數(shù)Kw值

Densities, Viscosities, Dielectric Constants and Ionic Product Constants of Water at Different Temperatures

溫度t? (Temperature) /0C	密度ρ(Density) /(g/ml)	黏度η? (Viscosity) /(10-3Pa·s)	介電常數(shù)ε(Dielectric constant)/(F/m)	離子積常數(shù)(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