Порада 1: чому лід легше води

Закон Архімеда

Дивовижна здатність льоду спливати і курсувати на поверхні води пояснюється ні чим іншим, як елементарними фізичними властивостями, який вивчають у курсі середньої та старшої школи. Достеменно відомий той факт, що речовини при нагріванні мають властивість розширюватися, як, наприклад, ртуть в градуснику, також і вода при зниженні температури замерзає і збільшується в обсягах, утворюючи на поверхні водойм кірку льоду.

Збільшення обсягу замерзлої води нерідко грає злий жарт з тими, хто забуває ємності з рідиною на морозі. Вода буквально розриває тару.

Думка про те, що у новоствореній товщі льоду з`являються мікроскопічні пори, заповнені повітрям, не є помилковим, але і не може пояснити факт спливання належним чином. Відповідно до принципів, виведеними і сформульованими давньогрецьким ученим, які отримали згодом назву закон Архімеда, тіла, які занурюються в рідину, виштовхуються з неї з силою, яка дорівнює ваговим характеристикам рідини, що витісняється даними тілом.

Фізика води

Достеменно відомо, що лід приблизно на одну десяту легше води, саме тому гігантські айсберги занурені в океан приблизно на дев`ять десятих свого загального обсягу і видно лише на невелику частку. Дані вагові відмінності пояснюються властивостями кристалічної решітки, яка у води, як відомо, не володіє упорядкованою структурою і характеризується постійним переміщенням і зіткненням молекул. Це і пояснює більш високу щільність води в порівнянні з льодом, молекули якого під впливом низьких температур показують низьку рухливість і невелику енергетичну складову і відповідно меншу щільність.

Відомо також, що максимальну щільність і вага вода має при температурі, що дорівнює 4оС, подальше зниження веде до розширення і зниження показника щільності, що і пояснює властивості льоду. Саме тому у водоймах важка четирехградусная вода опускається на дно, даючи можливість більш прохолодною піднятися і перетворилися на не потопаючий лід.

Лід має специфічні властивості, наприклад, він стійкий до чужорідним елементам, має низьку реактивну здатність, відрізняється рухливістю атомів водню, а тому має низький межа плинності.

Зрозуміло, що дана властивість є основоположним для збереження життя на Землі, адже якби лід мав властивість занурюватися під товщу води, з плином часу всі водойми Землі після пониження температур могли заповнитися шарами, постійно утворюються на поверхні льоду, що призвело б до природну катастрофу і повного зникнення флори і фауни водойм від самого екватора до протилежних полюсів.