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大多数物质都有热胀冷缩的特性，但有些物质在一定的温度范围里却会表现出相反的特性，即受热时收缩，遇冷时膨胀。具有这种反常膨胀特性的物质是水。

在4℃时，1kg的纯水所占的体积最小，即水在4℃时的密度最大；温度在高于4℃时，水热胀冷缩；温度在高于4℃之间反常膨胀，即热缩冷胀；给0℃的水加热到10℃的过程中，水的密度先增大后减小。