【温度与密度的关系】【密度与温度的变化有关系吗？】_物理_qvnywvx047
编辑： admin 2017-15-06
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物质的密度与温度的变化当然有关：
由于ρ＝m/V ,对于给定物质,质量不变,其密度与体积有关.
一般物体都是热胀冷缩的,因此,温度升高,密度减小；
但也有例外,如纯水,在温度是0--4℃时,却是热缩冷胀的,此时的水密度随温度的升高而增大,（水在4℃时密度最大）
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题1： 温度升高,密度改变么
以前学习过物态变化,热膨胀等热学知识,分析一下今天的密度问题,我们讲同一种物质,单位体积的质量是相同的,是有条件的,
比如一块铁,它的温度升高了,体积会膨胀,但是质量没变,这样根据p=m/V分子不变,分母变大,分数值应当变小,所以密度会变小．
一定量的水,结成冰成后质量没变但体积变大了所以密度要变小．
上边这些变化有时比较小,比如铁块温度升高．在一般情况下就不考虑了,但是变化较大就必须考虑,比如气体的密度,在的密度表中就限定了条件,是O℃及1个标准大气压下．正是由于这样,
我们说密度是物质的特性,特性是随外界条件的改变而要发生变化的,
质量是物体的属性,属性是不随外界条件的改变而改变的,质量与形状、状态、位置无关．
题2： 金属的密度随温度的变化而变化吗?铁块在水里加热后放到火中烘烤那么它的体积和密度分别会有什么变化呢[物理科目]
热胀冷缩,水的温度最高不过100摄氏度,而火的温度就高的多了,所以仍然会胀,体积变大,质量没有什么变化,所以密度变小了.
题3： 密度随温度改变吗[物理科目]
会的,在标准情况下,温度越高,物体密度越大
题4： 水的密度随温度的变化当水温降低(但不低于4摄试度时,水的密度怎么变?低于4呢?[化学科目]
水的反常膨胀及其微观解释
在一般情况下,当物体的温度升高时,物体的体积膨胀、密度减小,也就是通常所讲的“热胀冷缩”现象.然而水在由0℃温度升高时,出现了一种特殊的现象.人们通过实验得到了如图2－3所示的P－t曲线,即水的密度随温度变化的曲线.由图可见,在温度由0℃上升到4℃的过程中,水的密度逐渐加大；温度由4℃继续上升的合过程中,水的密度逐渐减小；水在4℃时的密度最大.水在0℃至14℃的范围内,呈现出“冷胀热缩”的现象,称为反常膨胀.水的反常膨胀现象可以用氢键、缔合水分子理论予以解释.
物质的密度由物质内分子的平均间距决定.对于水来说,由于水中存在大量单个水分子,也存在多个水分子组合在一起的缔合水分子,而水分子缔合后形成的缔合水分子的分子平均间距变大,所以水的密度由水中缔合水分子的数量、缔合的单个水分子个数决定.具体地说,水的密度由水分子的缔合作用、水分子的热运动两个因素决定.当温度升高时,水分子的热运动加快、缔合作用减弱；当温度降低时,水分子的热运动减慢、缔合作用加强.综合考虑两个因素的影响,便可得知水的密度变化规律.
在水中,常温下有大约50％的单个水分子组合为缔合水分子,其中双分子缔合水分子最稳定.图2－4为双分子、三分子、多分子缔合水分子的示意图.
多个水分子组合时,除了呈六角形外（如雪花、窗花）,还可能形成如图2－5所示的立体形点阵结构（属六方晶系）.每一个水分子都通过氢键,与周围四个水分子组合在一起.图中只画出了中央一个水分子同周围水分子的组合情况.边缘的四个水分子也按照同样的规律再与其他的水分子组合,形成一个多分子的缔合水分子.由图可知,缔合水分子中,每一个氧原子周围都有——4个氢原子,其中两个氢原子较近一些,与氧原子之间是共价键,组成水分子；另外两个氢原子属于其他水分子,靠氢键与这个水分子组合在一起.可以看出,这种多个分子组合成的缔合水分子中的水分于排列得比较松散,分子的间距比较大.由于氢键具有一定的方向性,因此在单个水分子组合为缔合水分子后,水的结构发生了变化.一是缔合水分子中的各单个分子排列有序,二是各分子间的距离变大.
在液态水变成固态水时,即水凝固成冰、雪、霜时,呈现出缔合水分子的形状.此时,水分子的排列比较“松散”,雪、冰的密度比较小.
将冰熔化成水,缔合水分子中的一些氢键断裂,冰的晶体消失.0℃的水与0℃的冰相比,缔合水分子中的单个水分子数目减少,分子的间距变小、空隙减少,所以0℃的水比0℃的冰密度大.用伦琴射线照射0℃的水,发现只有15％的氢键断裂,水中仍然存在有约85％的微小冰晶体（即大的缔合水分子）.若继续加热0℃的水,随着水温度的升高,大的缔合水分子逐渐瓦解,变为三分子缔合水分子、双分子缔合水分子或单个水分子.这些小的缔合水分子或单个水分子,受氢链的影响较小,可以任意排列和运动,不必形成如图2－4、图2－5那样的“缕空”结构,而且单个水分子还可以“嵌入”大的缔合水分子中间.在水温升高的过程中,一方面,缔合数小的缔合水分子、单个水分子在水中的比例逐渐加大,水分子的堆集程度（或密集程度）逐渐加大,水的密度也随之加大.另一方面在这个过程中,随着温度的升高,水分子的运动速度加快,使得分子的平均距离加大,密度减小.考虑水密度随温度变化的规律时,应当综合考虑两种因素的影响.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,为反常膨胀.
水温超过4℃时,同样应当考虑缔合水分子中的氢键断裂、水分子运动速度加快这两个因素,综合分析它们对水密度的影响.由于在水温比较高的时候,水中缔合数大的缔合水分子数目比较小,氢键断裂所造成水密度增加的影响较小,水密度的变化主要受分子热运动速度加快的影响,所以在水温由4℃继续升高的过程中,水的密度随温度升高而减小,即呈现热胀冷缩现象.
在4℃时,水中双分子缔合水分子的比例最大,水分子的间距最小,水的密度最大.
题5： 物体密度随温度的变化而变化吗?[物理科目]
是的
俗话说,“热胀冷缩”.也就是说,在不发生物态变化时,随温度的变化,物体的体积变大,而质量始终是不变的,所以密度是变小的
而水是特例,在0~4摄氏度之间,水是“热缩冷胀”.
水结冰,发生了物态变化,所以物体的密度也改变了,但不能用“热胀冷缩”的一般规律来理解