14.水也会膨胀

在冬天想要获得一瓶子冰应该很容易吧？因为冬天室外的温度是很低的。在这样的环境下，你需要做的只是往一个瓶子里灌满水，然后把装满水的瓶子放到窗户外面，剩下的事情留给寒冷。当瓶子里的水结冰，那么满满一瓶子冰就做好了。

事实上，如果你真的动手做了整个实验，你就会发现，其实，整个实验过程所经历的步骤并非这么简单。瓶子里的水确实变成了冰，但是你会发现瓶子已经报废了：因为冰把瓶子撑破了（图44）。这样会引发我们的思考，为什么会发生这样的事情呢？原来，当水在很低的温度下结冰的时候，此时水的体积就会明显变大，水结成冰后的膨胀会以不可承受的力量继续演变。此时，塞住的瓶子会爆裂，没塞的瓶子的瓶颈还会被膨胀的冰折断，当瓶颈里的水被冻成冰后，冰塞就形成了，紧紧地塞住了瓶子。

图44

你可能想不到，水结成冰的膨胀力可以撑开金属，不过有个前提条件，这个金属不能太厚。在寒冷的天气条件下，水可以将5厘米厚的铁质炮弹壁撑裂。如果水管里尚有剩余的水没有得到及时处理的话，那么水管里的水结冰并且撑破水管也就不足为奇了。

由于水在结冰时会膨胀，因此这就解释了另外一种现象，即冰在水里漂着而不会沉入水底的原因。假如水变成固体时变小了——其他大部分液体也是这样的——那么在水里的冰就无法漂浮在水面上，而是沉入水底。如果是这样，那么冬天带给我们的乐趣和欢乐就会少很多。