Aina kun laitat jääkuutioita vesilasillesi, mietitkö koskaan, mikä saa heidät kellumaan, sen sijaan, että upposit lasin pohjalle? Näin ei tapahdu vain pienillä jääkuutioilla – jättiläiset jäävuoret kelluvat valtamerien ja järvien päällä! Lähdetään sisään Science ABC: n ystäviemme kanssa ymmärtämään, miksi jäätynyt (ts. Kiinteä) veden muoto aina kelluu nestemäisessä muodossaan.
Uppoava Vs. Kelluva
Kohteen tiheys on se, mikä määrittää onko kohde uppoava vai kelluva. Jos esine tai aine on vähemmän tiheä (vähemmän painoinen) kuin muut seoksen komponentit, se kelluu. Kun esine kelluu, se syrjäyttää nesteen painon, joka on sama kuin oma paino. Science ABC käyttää ämpäriä vettä ja joitain kiviä selittääkseen tämän käsitteen: Kun heität kiviä ämpäriin vettä, kivet uppoavat. Tämä johtuu siitä, että kivet ovat tiheämpiä kuin vesi, joten ne syrjäyttävät veden – tai työntävät sen pois tieltä.
Miksi jää kelluu?
Koska tiedetään, että kiinteät esineet ovat tiheämpiä ja niillä on enemmän painoa kuin nesteillä – ja jää on kiinteää – luulisi automaattisesti, että jää uppoaa veteen . Mutta ei! Mikä on niin erikoista jäässä, joka saa sen kellumaan? Uskokaa tai älkää, jää on itse asiassa noin 9% vähemmän tiheää kuin vesi. Koska vesi on raskaampaa, se syrjäyttää kevyemmän jään, jolloin jää kelluu huipulle.
Kuinka jää on vähemmän tiheää kuin vesi?
Kun neste jäähdytetään, enemmän molekyylejä tuodaan lähemmäksi toisiaan ja ne täytyy sijoittaa pienemmälle alueelle. Tämän seurauksena useimmilla kiinteillä aineilla on suurempi tiheys kuin nesteillä. Ei niin jään kanssa. Vesi koostuu positiivisesti varautuneista vetyatomeista ja negatiivisesti varautuneista happiatomeista. Kun vesi jäähtyy, vetysidokset säätyvät pitämään negatiivisesti varautuneet happiatomit erillään, mikä estää jäästä tiheämmän. Joten vedelle tiheys pienenee yhdessä lämpötilan laskun kanssa – jolloin jää on vähemmän tiheää kuin vesi!
Lahja luonnolle
Kun tarkastelemme tätä käsitystä luonnossa, näemme kuinka tärkeää se on: Järvet ja joet jäätyvät ylhäältä alas, jolloin kalat voivat selviytyä myös pinnan jälkeen vesistöstä, jossa he asuvat, on jäätynyt. Talvikaudella, kun olet ulkona luonnossa kävelyssä, kelkkailemassa tai luistelemassa, jos lähellä on joki tai järvi, vie aikaa tarkkaillaksesi sitä tarkkaan. Onko yläosa jäätynyt? Jos näin on, katso jäätyneen kerroksen läpi ja katso, pystytkö vakoilemaan kaloja, jotka uivat mielellään.
Etsitkö lisää Älä koskaan lopeta kysymystä ”miksi?” kysymyksiä? Pysy ajan tasalla kaikista aikaisemmista ”miksi” -blogista!