Dlaczego lód unosi się na wodzie?

Lód unosi się na wodzie, ponieważ jest mniej gęsty niż woda.

Gdy woda zamarza w swoją stałą postać, jej cząsteczki są w stanie tworzyć bardziej stabilne wiązania wodorowe, blokując je w pozycjach. Ponieważ cząsteczki nie poruszają się, nie są w stanie tworzyć tylu wiązań wodorowych z innymi cząsteczkami wody. Prowadzi to do tego, że cząsteczki wody lodowej nie są tak blisko siebie, jak w przypadku ciekłej wody, co zmniejsza jej gęstość.

Większość substancji w postaci stałej jest bardziej gęsta niż ich postacie płynne. Odwrotnie jest w wodzie. Ta właściwość wody jest dość niezwykła i rzadka.

Woda jest w rzeczywistości najbardziej gęsta w temperaturze 4 ° C. W każdej temperaturze poniżej lub powyżej 4 ° C woda staje się mniej gęsta.

Lód unosi się na wodzie, ponieważ jest mniej gęsty niż woda.

Gęstość jest definiowana jako masa na jednostkę objętości substancji. Mówiąc, że lód jest mniej gęsty niż woda, mamy na myśli, że próbka lodu zajmie więcej miejsca niż próbka wody o tej samej masie.

Lód i woda są wykonane z tego samego elementu # H_2O #, inaczej znany jako ditlenek wodoru. Przy wystarczająco niskich temperaturach, zwykle około 0 stopni Celsjusza (32 stopnie Fahrenheita), woda przechodzi przemianę fazową w lód zwany zamrażaniem. Dzieje się tak, ponieważ wraz ze spadkiem temperatury cząsteczki wody tracą energię i mniej się poruszają.

Wiązania wodorowe, które tworzą się, gdy woda zamarza w lodzie, pozwalają oddalić się od siebie, dzięki czemu zajmują więcej miejsca, zmniejszając ogólną gęstość i powodując, że unosi się w wodzie.

Powodem, dla którego gęstość określa, czy coś będzie unosić się lub opadać, jest to, jak stwierdzono w trzecim prawie Newtona:

#F = ma # gdzie #FA# jest siła, # m # jest masa i #za# jest przyspieszenie.

a więc siła grawitacji dla dwóch substancji o tej samej objętości będzie większa dla substancji o większej masie, a tym samym większej gęstości.