Почему лед плавает?

Стакан воды, увенчанный огромными кусочками льда, несомненно, утолит жажду в жаркий летний день. Но, прежде чем вы пить воду, посмотрите на то, как лед плавает на поверхности воды. Как этим большим кускам льда удалось остаться на плаву?

Лед плавает, потому что обладает меньшей плотностью, чем вода. (Если вы возьмете одно- литровый контейнер со льдом и взвесите его, он будет легче, чем подобный контейнер с водой).

Плотность воды и льда

Все материалы состоят из молекул. Эти молекулы связаны плотно между собой или слабо связаны. Это взаимодействие молекул называется плотность. Чем плотнее молекулы, тем выше плотность материала.

Вода течет, потому что молекулы слабо связаны. Когда вы нагреваете воду, молекулы разбегаются дальше друг от друга, превращая воду в пар, переходя в газовое состояние.

При замораживании воды молекулы становятся ближе и увеличивают плотность. Но этот процесс останавливается после определенной точки. Если вы заморозите воду до четырех градусов по Цельсию, молекулы воды начнут двигаться друг от друга. Это называется аномальным расширением воды.

Вы можете проверить это, заполнив пластиковую бутылку водой и положив ее в морозильную камеру на ночь. На следующий день вы увидите, что бутылка растянулась (или даже треснула) и лед вышел за пределы, до которых была заполнена вода.

Это происходит потому, что в четыре градуса по Цельсию молекулы воды сжатые так плотно, как это возможно и любая попытка подтолкнуть их ближе (при снижении температуры) только вызывает напряжение - молекулы воды начинают отталкиваться и расходятся.

При замерзании молекулы образуют тип структуры, который имеет много воздушных зазоров - поэтому при создании лед имеет много меньшую плотность, чем жидкая вода. Иными словами, плотность воды достигает максимума при четырех градусов по Цельсию и снижение температуры только уменьшает плотность.

Так как вода замерзает значительно ниже 4 ° C (при нуле градусов Цельсия), лед менее плотный, чем вода и поэтому плавает.