De ce plutește gheața?
Apa este un compus care există în trei forme: solid, lichid și gaz. Forma solidă de apă este gheața, forma lichidă este apa, iar forma gazoasă este numită abur sau vapori. De obicei, gheața plutește pe forma lichidă de apă, spre deosebire de alte substanțe solide care se scufundă atunci când sunt puse pe apă. Comportamentul unic al apei a fost o discuție în multe foruri, deoarece atât apa, cât și gheața sunt apă.
De ce plutește gheața?
Gheața plutește pe apă deoarece este mai puțin densă decât apa. Principiul Archimedes afirmă că pentru ca un obiect să plutească pe apă, acesta trebuie să înlocuiască o cantitate egală de apă. De obicei, obiectele solide sunt mai dense decât lichidele. Logica este susținută de chimie, deoarece moleculele care alcătuiesc solidele sunt strâns legate între ele, făcându-le mai compacte. Astfel, ele sunt mai grele decât lichide și gaze. Cu toate acestea, gheața este o excepție, deoarece este mai puțin densă decât apa și astfel plutește pe ea.
În cele mai multe cazuri, răcirea unui lichid duce la o creștere a densității sale până când devine solidă. În acel moment, atinge densitatea maximă. Apa se comportă puțin diferit față de alte lichide. Pe măsură ce continuați să răciți, densitatea crește. Cu toate acestea, în loc să atingă densitatea maximă atunci când îngheață, atinge cea mai mare densitate la 4 grade Celsius. Răcirea apei peste 4 grade conduce la o scădere a densității datorită naturii unice a legăturilor de hidrogen. Până când apa devine gheață, are o densitate mai mică decât apa. Mai exact, apa este cu 9% mai puțin densă decât apa, ocupând astfel 9% mai mult spațiu. În consecință, un litru de gheață cântărește mai puțin de un litru de apă. Motivul pentru aceasta este că legăturile de hidrogen din apă sunt mai compacte în formă lichidă, dar mai puțin compacte în stare solidă.
De asemenea, gheața plutește din cauza complexității flotabilității față de forța gravitațională. Forța de flotabilitate este o "împingere în sus" a densității lichidului. Pe de altă parte, gravitatea este o "tragere în jos" care se referă la densitatea lichidului. Pentru ca un solid să plutească pe un lichid, împingerea în sus trebuie să fie mai mare decât tragerea în jos. Prin urmare, ori de câte ori gheața este pusă pe apă, împingerea în sus este mai mare decât tragerea în jos.
Care este semnificația gheții plutitoare pe apă?
Proprietatea unică a apei plutitoare pe apă face posibilă supraviețuirea pentru peștii care trăiesc în corpuri de apă care îngheață în timpul iernii. Corpurile de apă îngheață de sus în jos, permițând peștilor să trăiască în condiții normale, în ciuda suprafeței înghețate. Dacă ar fi adevărat contrariul, gheața ar deplasa apa spre vârf, cauzând și înghețarea. Ca rezultat, râurile și lacurile ar îngheța solidul, ceea ce a dus la moartea întregii vieți marine.
