为什么冰总是结在水的表面

在冬天，一般只要温度计的水银柱下降到0℃以下，水就会马上结冰。

许多物体都是热胀冷缩的。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。

严寒的冬天，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，在十分深的水里，尽管表面上的水已冷到0℃，但是底部的水还可能继续保持在4℃左右。所以总是表面的水先结冰。

水在结冰时，大约会增长十分之一的体积，所以它的比重变小，因此冰总是结在水的表面上。

可以说，水的这种脾气，对人类是相当有益的。要是水与别的物体一样，也是在冷凝时缩小，那天气一冷，水面上结成的冰就一直向下沉，最终，江河、湖沼里的水，就会连底冻结成一块，到明年融化起来可就困难了。

寒冷的冬天，河面上总是结着相当厚的冰，甚至人还能在上面走路或者进行滑冰运动。但在冰下面的水里，鱼及虾可以照样游动。为什么鱼虾不会被冻死呢，就是因为4℃左右的水保护了它们。