水结冰是膨胀还是收缩现象

水结冰时明显膨胀，体积比液态水增加约9%。冰的分子结构呈六角形排列，分子间距比液态水大，导致整体体积增加。冬天水管冻裂就是典型例子，容器中的水结冰后会把容器撑破。湖面结冰时，冰层浮在水面上，也是因为冰的密度比水小。这种膨胀现象在自然界很常见，岩石缝隙中的水结冰会导致岩石崩解，高山地区的风化作用就与这一现象有关。

水结冰膨胀对生态系统有重要影响。湖泊结冰时，冰层下的水温保持在4°C左右，保护水生生物安全过冬。冰的绝缘特性使水下环境相对稳定，鱼类等生物能在冰下生存。建筑行业特别关注水的这一特性，施工时会加入防冻剂防止混凝土结冰膨胀受损。食品工业也利用这一特性，冷冻食品时包装需要预留足够空间，避免冰膨胀导致包装破裂。