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都知道「热胀冷缩」，的确，大部分当物体受冷冻结时（从液体变成固体），它们都会收缩或者变小。
这是因为，通常情况下，如果你让物体变热，为什么同质量的冰比水体积大，它所含的分子会更频繁地振动。当振动得更多，分子间就需要更多的空间，所以它就会膨胀。
是的，水加热变成水蒸气就是这个原理。
这是由于：冰是水分子通过氢键相互结合，有序排列形成的低密度、具有一定刚性的六方形晶体结构。普通冰的水分子的缔合，由于水分子的极性及两种组成原子的电负性差别，导致水分子之间可以通过形成氢键而呈现缔合状态，从而使水分。
从逻辑上讲，如果你把物体冷却下来，那么分子的运动速度应该会变慢，分子间相互碰撞和反弹的强度会降低，分子活动频率也会降低，物体的分子会“聚集”在一起，使整体的体积收缩。
常理是这样，为什么水却是个特例呢？
水加热变成水蒸气，体积会变大，而水降温成冰块，体积也会变大。
都知道，水冻结后，水分子间的振动肯定会减少，但冰的体积却仍然会膨胀。
究其原因，是因为水分子奇怪形状。
水分子看起来像“米老鼠”的脑袋，在米老鼠的头部就是一个氧原子，两个圆耳朵是两个氢原子。
氧原子带一个负电荷，氢原子带一个正电荷，所以水分子倾向于粘在一起形成所谓的氢键。
正是由于这种强力结合的“氢键”，水所表现出的特性非常的“柔”，抽刀断水水更柔，宏观的刀不可能砍断水分子之间的强力维系。
所以冰的密度反比同温度的水小。
恰好，最能满足这一要求的水分子的排列占据了更多的空间。
所以冰结冰时会膨胀。
因为同样的质量，占据更大的体积，所以冰的密度比水小，饮料的冰块总是浮在杯口。
相同质量的水和冰，因为冰的密度小。所以冰的体积比水大 相同质量的水和冰，为什么冰的体积比水大 这个是微观物理，简单的说，是水分子组成的结构不同导致的。水的密度是随温度变化的，也就是同样质量的水，在不同的。
中国气象科普
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