Czy kiedykolwiek wrzucasz kostki lodu do szklanki z wodą, zastanawiasz się, co sprawia, że się unoszą, zamiast opadać na dno szklanki? Dzieje się tak nie tylko w przypadku małych kostek lodu – gigantyczne góry lodowe unoszą się na oceanach i jeziorach! Zapytajmy naszych przyjaciół z Science ABC, aby zrozumieć, dlaczego zamarznięta (tj. Stała) forma wody zawsze unosi się w postaci ciekłej.
Tonący vs. Pływające
Gęstość obiektu decyduje o tym, czy obiekt zatonie, czy będzie pływał. Jeśli przedmiot lub substancja ma mniejszą gęstość (mniejszą wagę) niż inne składniki mieszaniny, będzie unosić się na wodzie. Kiedy obiekt unosi się na wodzie, przemieszcza ciężar płynu równy jego własnemu ciężarowi. Science ABC używa wiadra z wodą i kilku kamieni, aby wyjaśnić tę koncepcję: kiedy wrzucisz kamienie do wiadra z wodą, skały zatoną. Dzieje się tak, ponieważ skały są gęstsze niż woda, więc wypierają wodę – lub spychają ją z drogi.
Dlaczego lód pływa?
Ponieważ wiadomo, że ciała stałe są gęstsze i mają większą wagę niż ciecze – a lód jest ciałem stałym – można by automatycznie pomyśleć, że lód zatonie w wodzie . Ale tak nie jest! Co jest takiego specjalnego w lodzie, że unosi się na wodzie? Wierz lub nie, ale lód jest w rzeczywistości około 9% mniej gęsty niż woda. Ponieważ woda jest cięższa, wypiera lżejszy lód, powodując jego unoszenie się na górę.
Dlaczego lód jest mniej gęsty niż woda?
Gdy ciecz jest schładzana, więcej cząsteczek jest zbliżonych do siebie i trzeba je umieścić na mniejszym obszarze. Powoduje to, że większość ciał stałych ma większą gęstość niż ciecze. Nie tak z lodem. Woda składa się z dodatnio naładowanych atomów wodoru i ujemnie naładowanych atomów tlenu. Kiedy woda ochładza się, wiązania wodorowe dostosowują się, aby trzymać ujemnie naładowane atomy tlenu oddzielnie, co zapobiega zagęszczaniu lodu. W przypadku wody gęstość faktycznie maleje wraz ze spadkiem temperatury – co powoduje, że lód jest mniej gęsty niż woda!
Prezent dla natury
Patrząc na tę koncepcję w naturze, widzimy, jak ważne jest: jeziora i rzeki zamarzają od góry do dołu, umożliwiając rybom przetrwanie nawet na powierzchni wody, w której żyją, zamarzła. W tym sezonie zimowym, kiedy spacerujesz na łonie natury, jeździsz na sankach lub jeździsz na łyżwach, jeśli w pobliżu jest rzeka lub jezioro, poświęć trochę czasu, aby uważnie je obserwować. Czy góra zamarzła? Jeśli tak, spójrz przez zamarzniętą warstwę i zobacz, czy możesz wypatrzyć jakąś rybę radośnie pływającą w pobliżu.
Szukasz więcej Nigdy nie przestawaj pytać „Dlaczego?” pytania? Poznaj historię „Dlaczego” na blogu!