冬天水缸冻破是什么原理?

冬天水缸冻破是因为水结冰时体积膨胀。水在4摄氏度以上密度最大，温度降低到0摄氏度以下会结冰，体积大约增加十分之一。水缸里的水从表面开始结冰，冰层逐渐向下延伸，缸内水被挤压无处可去，最终撑破水缸。满缸水比半缸水更容易冻破，因为水越多膨胀力越大。陶瓷水缸比塑料水缸更容易破裂，因为陶瓷更脆。

水结冰的物理变化

水结冰是物质从液态变成固态的过程。水分子在液态时排列紧密，结冰时形成晶体结构，分子间距变大。冰的密度比水小，所以浮在水面上。水缸冻裂多发生在夜间，因为气温骤降导致冰层快速膨胀。预防方法包括给水缸加盖、减少储水量或使用保温材料包裹。北方居民常用电热丝缠绕水缸防止结冰。