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4℃的水密度最大 。一般来说 ， 大多数物体都有热胀冷缩的性质 ， 温度越高 ， 物质的密度越小 。但水却是一个例外 ， 热胀冷也胀 ， 只有在4℃时候 ， 体积最小 。高于4℃或低于4℃时 ， 体积都会膨胀 。这种现象被称为“反常膨胀现象” 。
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水的反常膨胀现象可以用氢键、缔合水分子理论予以解释 。只有在0℃到4℃的范围内的水才显示出反常膨胀的现象来 。水的这种奇异特性很容易在自然界中看到 ， 如冬天河塘里的水结冰时 ， 总是从水面开始的 。也就是说首先是水面的水温降到0℃ ， 下面的水温则高于0℃ ， 从上向下温度逐渐升高 ， 水底温度在4℃左右；密度则逐渐增大 ， 水底密度最大 。正因为水的这种奇异特性 ， 才出现“人在冰上走 ， 鱼在冰下游”的自然景象 。
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