科學 小夥伴2019-10-08 14:26:56

如果從零度以上降溫至剛好零度，水是不會結冰的，因為自由移動的水分子由彼此吸引而排成整齊的晶格時，水分子的能量會下降，放出來的能量必須以熱的形式散到環境中。此時繼續讓系統放熱，溫度不會下降，而水會逐漸凝結。水有一種很特殊的物理性質，那就是在 4℃ 時擁有最大的密度，比這個溫度高或低，密度都會遞減。水分子的擴張，發生在水完全結凍之前，因此，如果一池湖水的溫度在 0℃ 到 4℃ 之間，那麼，越上層的水密度越小，溫度也越低，而池底的水密度最大，溫度也是最高的 4℃。當水溫降低時，較冷的水（0℃-4℃ 之間的水）由於密度較小，所以會升到湖泊的表面，然後冷凍成為固體的冰。這層冰能將下層的水與外頭的冷空氣隔絕，所以下層的水就比較不會結冰，使得在湖中生存的生物能夠在冰層以下的水域中度過嚴寒的冬天。所以說，結冰一定是從溫度較低的表面開始。