Изменение объема и плотности вещества при плавлении и отвердевании.

Особенности системы Вода-Лед.
При плавлении имеет место переход от упорядоченного расположения частиц в решетке твердого тела к их беспорядочному расположению в жидкости, поэтому можно ждать, что при плавлении происходит увеличение объема вещества и уменьшение плотности. Исключения: Висмут, Галий, Германий, Кремний – при плавлении уменьшаются в объеме. При отвердевании – уменьшаются. Из-за особенностей кристаллической решетки. Подобная аномалия встречается и в системе «Вода – Лед». Так же объясняется строением кристалла льда. В нем молекулы воды хоть и расположены вплотную друг к другу, образуют цепочечную ажурную структуру, в которой имеются значительные внутренние полости. При плавлении, расстояние между ближайшими молекулами воды увеличивается, как и у других веществ, но ажурная конструкция кристаллов ломается и за счет заполнения молекулами внутренних полостей общий объем пустот уменьшается. Поэтому, вода всегда плотнее льда.

После плавления льда, плотность воды с повышением температуры изменяется немонотонно. В жидкости сохраняются части кристаллической решетки с оставшимися пустотами, которые полностью разрушаются только при нагревании воды до четырехсот градусов, когда вода достигает наибольшей плотности. Дальнейшее нагревание понизит плотность воды вследствие увеличения расстояния между ее молекулами вызванного повышением скорости их движения. Вследствие охлаждения все процессы идут в обратном порядке.