Почему вода при замерзании увеличивается в объеме

С самого своего появления человек зависел от воды, и по этой причине люди с давних времен наблюдали за ней. И они поняли, что вода замерзает на холоде, то есть становится льдом, а при нагреве вновь превращается в воду. Но почему вода при замерзании увеличивается в объеме?

Многие природные и искусственные вещества способны быть в нескольких фазовых состояниях, а в зависимости от внешних условий они сменяют друг друга. Сегодня миру известно более 10 подобных фазовых состояний, многих из них можно лишь добиться лабораторных условиях. Но чаще всего в природе встречается твердое, газообразное и жидкое состояние.

Основная часть воды, которая есть на планете, находится в жидком состоянии. Ее молекулы не связаны друг с другом и быстро движутся. Жидкость способна принимать любую форму, но не может ее сохранить. Когда жидкость нагревается, вода начинает быстрей двигаться, и постепенно она переходит в газообразное состояние. В газовом состоянии молекулы воды еще дальше друг от друга находятся, благодаря чему газ можно сжимать или разрежать. Он сохраняет форму и занимает любой ему доступный объем.

При охлаждении жидкости она переходит в твердое состояние, молекулы сильно замедляются и между ними возникают устойчивые связи. В результате чего возникает твердое тело, которое имеет собственную внутреннюю структуру. И происходит процесс кристаллизации при наличии упорядоченной структуры, а лед является кристаллическим веществом, у кристаллов шестигранная форма, которые похожи на снежинки.

При охлаждении все тела сжимаются, а при нагревании расширяются. В кристалле льда расстояние между молекулами воды больше, нежели в жидкости. Поэтому при замерзании лед расширяется, и вода в бутылки, которая замерзла и превратилась в лед, даже может ее разорвать.