異なる状態の水の密度:
* solid(ice): 0.917 g/cm³(0°C)
* 液体(水): 1.00 g/cm³(4°C)
* ガス(水蒸気): 非常に低く、温度と圧力に依存します。標準条件(0°C、1 ATM)では、密度は約0.005 g/cm³です。
密度の違いの説明:
* 氷は水よりも密度が低い: これは、水のユニークで不可欠な特性です。理由は氷の構造にあります。水分子は氷に結晶格子を形成し、各分子は水素結合によって4人の隣接に保持されます。この格子は比較的開いた構造を作成し、液体よりも密度が低くなります。
* 液体水は氷よりも密度が高い: 液体水では、水素結合が絶えず破壊および改善されており、分子がより密接に詰め込まれています。これは、氷よりも高い密度につながります。
* 水蒸気の密度は非常に低い: 気相では、水分子は広く間隔を空けて自由に移動します。これにより、水蒸気の密度が液体の水または氷よりも大幅に低くなります。
なぜこれが重要なのですか?
氷が水よりも密度が低いという事実には、いくつかの重要な結果があります。
* アイスフロート: これにより、水生生命は寒い気候で生き残ることができます。氷のように表面に氷が形成され、断熱層が作成されます。
* 氷が凍結すると膨張します: これにより、凍結温度でパイプやその他のインフラストラクチャに損傷を与える可能性があります。
* 水は良い溶媒です: 液体水の高密度により、広範囲の物質を溶解することができ、生物系と化学反応の重要な成分になります。
追加メモ:
*水蒸気の密度は、温度と圧力に非常に依存しています。高温では、分子がより速く移動し、より多くのスペースを占めると、密度が低下します。
*水は地球上で最も豊富な物質ですが、物質のさまざまな状態での密度の挙動を含む多くの異常な特性を持つユニークな物質です。