４℃の水が重いのはなぜ？

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質問者：hiroki0205
質問日時：2004/09/04 14:36
回答数：4件

理科の授業で先生が、４℃の水が水の中で一番重いと言っていました。これってなぜなんですか？
先生はH2Oの構造（分子式？）と関係あると言ってたのですが・・・。
詳しく教えてください。

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回答 (4件)

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No.4ベストアンサー

回答者： my_namae_ue
回答日時：2004/09/04 14:55

No1の解答と同じく体積に関係しています。

４℃というのは水がちょうど凍る前の温度です。
水の構造はH2OでもHとOの大きさの比は1：30
つまり大きな酸素に小さな水素がちょんとついている感じ
これを規則正しく並べたら氷、できるだけばらばらに詰め詰めにしたのが４℃の水
それ以上の温度では水が元気に動き回って場所を取り、
１００℃で完全に離れる
それ以下では一部が氷になろうと規則正しく並び始め０℃で完全に規則的に並ぶからです。
以下のリンクにもっと詳しく解答されています。

参考URL：http://www.pref.kanagawa.jp/osirase/kagaku/inpak …

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この回答へのお礼

回答ありがとうございます

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お礼日時：2004/09/04 15:00

No.3

回答者： Josquin
回答日時：2004/09/04 14:55

普通の物体は温度が高くなるほど体積が増え、密度が小さくなります。

これは、温度を上げると、分子の熱運動が大きくなるからです。逆に、温度を下げると、密度が大きくなります。

H2Oの場合は特殊で、水素結合によって分子同士がくっついていくと、隙間が大きな構造になっていきます（氷の結晶構造を調べてみてください）。隙間が大きいということは、密度が小さいということです。
室温ぐらいの水の温度を下げていくことを考えると、熱運動が小さくなることが密度が増える方向に働き、隙間が大きな構造になっていくことが密度が減る方向に働きます。この働きのどちらが大きいかという境目が、たまたま４℃なのです。
０℃から温度を上げていくことを考えると、隙間の減少が密度の増加に働き、熱運動が密度の減少に働きます。その働きのどちらが大きいかという境目が、たまたま４℃なのです。