Вода обладает необычными физическими свойствами в сравнении с большинством других жидкостей. Одним из таких свойств является ее плотность в зависимости от температуры. Обычно вещества становятся плотнее по мере охлаждения, но вода демонстрирует аномальное поведение в диапазоне температур около точки замерзания.
Наименьший объем вода занимает при температуре около +4 °C. Это связано с тем, что в этом температурном интервале вода достигает своей максимальной плотности.
Чтобы понять, почему это происходит, нужно рассмотреть молекулярную структуру воды. Вода состоит из молекул H₂O, которые образуют водородные связи. Эти связи приводят к образованию кратковременных структур, напоминающих тетраэдры. По мере охлаждения до +4 °C, молекулы воды располагаются таким образом, чтобы максимально плотно упаковаться, что и приводит к увеличению плотности.
Если температура воды продолжает снижаться ниже +4 °C, молекулы начинают формировать более организованные структуры, характерные для льда. Эти структуры менее плотные из-за большего количества пустот между молекулами, что приводит к увеличению объема.
Таким образом, среди предложенных температур (-2 °C, 0 °C, +3 °C и +4 °C), вода будет занимать наименьший объем при +4 °C, так как именно при этой температуре она достигает своей максимальной плотности.