一道物理题：为什么水在4摄氏度时有最大密度而不是在0度？

目前，即使是科学家也不能对此问题下定论。许多科学家各执一词，不过，有一种说法是被大多数人所接受的：

在液态水中，还存在着少量的结晶水颗粒，约占0.01%。水升温时，发生两种变化：一是这些颗粒逐渐熔化成液态水；同时，由于分子间间隙增大，水的体积膨胀。
在0--4℃时，主要是前一种变化在影响着水的密度：冰熔化成水，使水的体积减小，因而密度变大；
在4℃以上时，主要是后一种变化占优势：水的体积膨胀，因此密度减小。

综上所述，在4℃时水的密度最大，而不是在0℃。

绝大多数物质有热胀冷缩的现象，温度越低体积越小，密度越大而水在4℃时体积最小，密度最大，为1kg·m?3(即1g·cm?3。水和冰的体积与温度的关系见图示。这一现象也可以用水的缔合作用加以解释。接近沸点的水，主要是以简单分子的状态存在的。冷却时一方面由于温度降低，分子热运动减小，使水分子间的距离缩小，另一方面，由于温度降低，水的缔合度增大，(H2O)2缔合分子增多，分子间排列较紧密，这两个因素都使水的密度增大，温度降低到4.0℃时(严格讲是3.98℃)，水有最大的密度，最小的体积。温度继续降低时，出现较多的(H2O)3及具有冰的结构的较大的缔合分子，它们的结构较疏松，所以4℃以下，水的密度随温度降低反而减小，体积则增大。到冰点时，全部分子缔合成一个巨大的、具有较大空隙的缔合分子。水的这一性质对水生动植物的生存有着重要的意义。严冬季节，冰封江、湖、河面的时候，由于冰比水轻(0℃时冰的密度为0.9168g·cm?3而水的密度为0.9999g·cm?3，它浮在水面上，使下面水层不易冷却，有利于水生动植物的生存。

4℃时体积最小，密度最大，为1kg·m?3(即1g·cm?3。水和冰的体积与温度的关系见图示。这一现象也可以用水的缔合作用加以解释。接近沸点的水，主要是以简单分子的状态存在的。冷却时一方面由于温度降低，分子热运动减小，使水分子间的距离缩小，另一方面，由于温度降低，水的缔合度增大，(H2O)2缔合分子增多，分子间排列较紧密，这两个因素都使水的密度增大，温度降低到4.0℃时(严格讲是3.98℃)，水有最大的密度，最小的体积。温度继续降低时，出现较多的(H2O)3及具有冰的结构的较大的缔合分子，它们的结构较疏松，所以