水為什麼在4℃時密度最大

在温度4℃上下，水中有兩種使密度發生改變的效應：一是由於温度升高，液態水的分子熱運動加劇，分子間的平均距離增大，致使水的密度減小；另一種是由於温度升高，水中所含有的冰晶體逐漸熔解，分子間的平均距離減小，致使密度增大。在1大氣壓（101、325千帕）下，水温低於4℃前，後一種效應占優勢；而水温高於4℃後，前一種效應占優勢。設想一定質量的水，温度從0℃逐漸升高到5℃，根據上面的分析，水的體積將先減小後增大，密度則先增大後減小，在4℃時體積最小，密度最大。實際上，温度越過4℃以後，冰晶體會越來越少，直至消失，水就進入正常膨脹狀態了。