水和冰的密度

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,DielectricConstantsandIonicProductConstantsofWaterat

DifferentTemperatures

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

productconstant)Kw

00.99984-87.900.11×10-14

20.99994---

40.99997---

50.9999651.518885.900.17×10-14

60.99994---

80.99985---

100.9997001.309783.950.30×10-14

120.99950---

140.99924---

150.9990991.144782.040.46×10-14

160.99894--0.50×10-14

17---0.55×10-14

180.99860--0.60×10-14

19---0.65×10-14

200.9982031.008780.180.69×10-14

21---0.76×10-14

220.99777--0.81×10-14

23---0.87×10-14

240.99730--0.93×10-14

250.9970440.894978.361.00×10-14

260.99678--1.10×10-14

27---1.17×10-14

280.99623--1.29×10-14

29---1.38×10-14

300.9956460.800476.581.48×10-14

31---1.58×10-14

320.99503--1.70×10-14

33---1.82×10-14

340.99437--1.95×10-14

350.994030.720874.852.09×10-14

360.99369--2.24×10-14

37---2.40×10-14

380.99297--2.57×10-14

39---2.75×10-14

400.99222-73.152.95×10-14

420.99144---

440.99063---

45--71.50-

460.98979---

480.98893---

500.98804-69.885.5×10-14

520.98712---

540.98618---

55--68.30-

560.98521---

580.98422---

600.98320-66.769.55×10-14

620.98216---

640.98109---

65--65.25-

660.98001---

680.97890---

700.97777-63.7815.8×10-14

720.97661---

740.97544---

75--62.34-

760.97424---

780.97303---

800.97179-60.9325.1×10-14

820.97053---

840.96926---

85--59.55-

860.96796---

880.96665---

900.96531-58.2038.0×10-14

920.96396---

940.96259---

95--56.88-

960.96120---

980.95979---

1000.95836-55.5855.0×10-14