一杯水上面先结冰还是下面先结冰

1.我先从生活中的实例给你证明:你看一般把一杯水放在冰箱里面,等快结冰的时候你拿出来会发现,水的表面会结冰,用东西一戳就破了,而下面没有结冰.

2.
(1)具体分析:初中应该学过这个:水在4℃以上时，也是由于热胀冷缩，但是当它在4℃以下的时候，就又变成热缩冷胀了。就是说4°以下时温度越高,体积却越小.那么,在冰箱里与冷空气直接接触的水，总是水面散热相当快。当水的温度在4℃以上时，因为热胀冷缩的关系，表面温度相当低的水，总要不停下沉，底部温度较高的水总要不断上升，从而形成对流现象。如此一来，原来上面相当冷、下面相当暖的水，很快就会达到温度均匀了。假如继续冷却，等到表面上的水冷到4℃以下时，它就变成热缩冷胀了，表面上的水反而比表面上的冰来得更轻(就是指比重较小)，也就不再产生对流现象。因为没有了对流，水的温度很不容易均匀，尽管表面上的水已冷到0℃，但是底部的水还可能没有结冰。所以总是表面的水先结冰。

(2)那么四周的水也是和冷空气接触,为什么没有结冰呢?因为就跟前面分析的一样,四周的水在4°以下后变轻,所以水会往上走,最终还是造成表面先结冰.

(3)如果你再冷冻一会儿就会看到杯子的四周结冰了,中间没有,那是因为杯子的四周和冰箱的冷空气直接接触,这样冰会一直往中心延伸,所以应该是上面最先结冰,然后四周,最后全部.

水在4℃时会反常膨胀，也就是水在4℃密度最大，下沉，所以水冷却到4℃就会下沉到底部，再降温密度也会变小，不会下沉，所以下面的水总是保持在4℃，不会结冰，所以水是上面结冰！

答：上面先结冰。原因是：
1.杯子里的水会汽化蒸发，蒸发是一个吸热过程，水蒸气带走杯子水表面的热量
2.杯子中的水受重力影响，在水平高度不同的情况下，水杯底部的水密度比水面的密度高，水杯底部的压强比水面高。纯水结冰是一个体积增长的过程，压强大不利于水结冰
下面摘一点初中的水知识
液态水加热可使其汽化，实际上在其他任何温度下水都可以小规模地汽化，我们把这一现象叫水的蒸发，比如一年四季晒在外面的衣服都有可能晒干，这就是因为水的蒸发的缘故。为什么在任意温度下水分子都能蒸发？因为从水分子的角度来说不是每一个分子在每一个时刻都有完全相同的能量，那些由于各种原因而具有相当大能量的分子比较容易挣脱其他水分子的束缚而离开群体。从微观角度来说是少数的受束缚的水分子变成了可任意移动的水分子，从宏观角度来看就是液态水汽化了。当然在这一过程中，水是要吸热的。炎热的夏天洒一点水在手臂上或是自己体内冒出一点汗水，感觉是如此凉快，就是因为水在蒸发过程中带走了人体体表的热量

比热是指将1克物质每升高1所要的热量。在一切固态和液态物质中，除氨之外，水有最大的比热，通俗地讲它能吸收大量的热而温度改变不多，这就是夏天在水边感觉更凉快，冬天在水上感觉更加冷的原因。在地球的海洋地区，由于水的调节，它的温度变化范围在-2℃到35℃之间，所以一般沿海地区都是冬不太冷，夏不太热，而在陆地干燥地区如沙漠里，其温度可以在-70e到57e之间变化，而在没有水的月球上其温度则可以在-155℃到135℃之间变化。当气温下降时，水会因为温度降低而放出大量的热以增高周围环境温度；当气温升高时，水会吸收大量的热而减低周围环境温度的升幅。

水在4℃时会反常膨胀，也就是水在4℃密度最大，下沉，所以水冷却到4℃就会下沉到底部，再降温密度也会变小，不会下沉，所以下面的水总是保持在4℃，不会结冰，所以水是上面结冰！

回答者： 8565**** - 一派掌门 十三级 2009-6-21 21:43
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当温度不很低，水降温速度较慢时，一般上层先结冰，8565****说的就是正确的原因。大海通常不结冰，一方面是波浪大，另一个主要原因也是这个：表层的水降到4度，就因为密度大把下层还温暖的水顶上来，只要整个大海没降到4度，就不会结冰。

当然，以上是把散热过程延长到足够时间，即对流充分完成的时间长度，如果降温足够快，可以同时结冰。