水的密度与温度的关系.doc

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H2O2和H2O3，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H2O3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ρDensity /g/ml 黏度η Viscosity /10-3Pas 介电常数εDielectric constant/F/m 离子积常数Ionic product constant Kw 0 0.99984 - 87.90 0.1110-14 2 0.99994 - - - 4 0.99997 - - - 5 0.999965 1.5188 85.90 0.1710-14 6 0.99994 - - - 8 0.99985 - - - 10 0.999700 1.3097 83.95 0.3010-14 12 0.99950 - - - 14 0.99924 - - - 15 0.999099 1.1447 82.04 0.4610-14 16 0.99894 - - 0.5010-14 17 - - - 0.5510-14 18 0.99860 - - 0.6010-14 19 - - - 0.6510-14 20 0.998203 1.0087 80.18 0.6910-14 21 - - - 0.7610-14 22 0.99777 - - 0.8110-14 23 - - - 0.8710-14 24 0.99730 - - 0.9310-14 25 0.997044 0.8949 78.36 1.0010-14 26 0.99678 - - 1.1010-14 27 - - - 1.1710-14 28 0.99623 - - 1.2910-14 29 - - - 1.3810-14 30 0.995646 0.8004 76.58 1.4810-14 31 - - - 1.5810-14 32 0.99503 - - 1.7010-14 33 - - - 1.8210-14 34 0.99437 - - 1.9510-14 35 0.99403 0.7208 74.85 2.0910-14 36 0.99369 - - 2.2410-14 37 - - - 2.4010-14 38 0.99297 - - 2.5710-14 39 - - - 2.7510-14 40 0.99222 - 73.15 2.9510-14 42 0.99144 - - - 44 0.99063 - - - 45 - - 71.50 - 46 0.98979 - - - 48 0.98893 - - - 50 0.98804 - 69.88 5.510-14 52 0.98712 - - - 54 0.98618 - - - 55 - - 68.30 - 56 0.98521 - - - 58 0.98422 - - - 60 0.98320 - 66.76 9.5510-14 62 0.98216 - - - 64 0.98109 - - - 65 - - 65.25 - 66 0.98001 - - - 68 0.97890 - - - 70 0.97777 - 63.78 15.810-14 72 0.97661 - - - 74 0.97544 - - - 75 - - 62.34 - 76 0.97424 - - - 78 0.97303 - - - 80 0.97179 - 60.93 25.110-14 82 0.97053 - - - 84 0.96926 - - - 85 - - 59.55 - 86 0.96796 - - - 88 0.96665 - - - 90 0.96531 - 58.20 38.010-14 92 0.96396 - - - 94 0.96259 - - - 95 - - 56.88 - 96 0.96120 - - - 98 0.95979 - - - 100 0.95836 - 55.58 55.010-14