水为什么在4摄氏度时体积最小

水在4摄氏度时体积最小，这是因为水的密度在4摄氏度时最大。

水的密度与温度的关系并不是线性的。一般来说，物质的密度随温度的升高而降低，但是水在4摄氏度以下，随着温度的降低，密度反而增大，这是因为水分子在低温下会形成一种有序的结构，使得单位体积内的水分子数目增多，密度增大。然而，当温度继续降低到4摄氏度以下，水分子的这种有序结构开始被破坏，水分子开始形成冰晶，使得单位体积内的水分子数目减少，密度减小。

拓展资料：

1.这种现象在自然界中有广泛的应用，例如，海洋的底层温度可以保持在4摄氏度左右，这是因为冷的海水下沉，而暖的海水上升，形成了一个稳定的温度层。

2.水的这种特性对于生物的生存也有重要的影响，例如，鱼类在冬天可以在接近冰点的水中生存，这是因为水在4摄氏度以下的密度大于冰，使得冰会浮在水面上，保护了水下的生物。

3.水在4摄氏度时的密度为最大，约为1克/毫升。

4.这种现象是由水分子的氢键结构决定的，氢键使得水分子在低温下可以形成一种有序的结构。

5.这种现象在其他物质中是很少见的，大部分物质的密度都是随温度的升高而降低。

水在4摄氏度时体积最小，这是由水分子的特殊结构决定的，这种现象在自然界中有广泛的应用，并对生物的生存有重要的影响。