¿Por qué el agua no puede expandirse a menos de 4 grados?

Lo entendió mal, el agua se expande a todas las temperaturas, es más densa a 4 ° C, por encima o por debajo de esta temperatura, el agua se expandirá y se volverá menos densa.

La expansión del agua cuando la enfría a temperaturas más bajas es inusual, ya que la mayoría de los líquidos se contraen cuando se enfrían.

La densidad máxima del agua se produce a 4 ° C porque, a esta temperatura, dos efectos opuestos están en equilibrio.

En el hielo, las moléculas de agua están en una red cristalina que tiene mucho espacio vacío.

Cuando el hielo se derrite en agua líquida, la estructura se derrumba y aumenta la densidad del líquido.

A temperaturas muy superiores a la congelación, las moléculas se mueven más rápido y se separan más. La densidad disminuye a medida que aumenta la temperatura.

A temperaturas cercanas a 0 ° C, el agua todavía contiene muchos racimos de hielo. Estos grupos son libres de moverse uno con respecto al otro, por lo que el agua sigue siendo líquida.

Los grupos aún tienen espacios vacíos, por lo que disminuyen la densidad del líquido. Las moléculas del agua están más juntas y esto aumenta la densidad del líquido.

A medida que disminuye la temperatura del agua tibia, las moléculas de agua disminuyen y la densidad aumenta. A 4 ° C, los grupos comienzan a formarse. Disminuyen la densidad más de lo que la ralentización de las moléculas aumenta la densidad. Este efecto aumenta hasta que la temperatura alcanza 0 ° C.

Por lo tanto, la densidad del agua es máxima a 4 ° C.