Prečo sa plavák ľadu?

Voda je zlúčenina, ktorá existuje v troch formách: tuhá, kvapalná a plynná. Pevná forma vody je ľad, kvapalná forma je voda a plynná forma sa nazýva para alebo para. Typicky, ľad sa vznáša na kvapalnej forme vody, na rozdiel od iných tuhých látok, ktoré klesajú, keď sú umiestnené na vode. Jedinečné správanie sa vody bolo diskusiou na mnohých fórach, pretože ľad aj voda sú vodou.

Prečo sa plavák ľadu?

Ľad pláva na vode, pretože je menej hustý ako voda. Archimédova zásada uvádza, že ak má objekt plávať na vode, musí vytesniť rovnaké množstvo vody. Obvykle sú pevné predmety hustejšie ako kvapaliny. Logika je podporovaná chémiou, pretože molekuly, ktoré tvoria pevné látky, sú pevne viazané k sebe, čo ich robí kompaktnejšími. Sú teda závažnejšie ako kvapaliny a plyny. Ľad je však výnimkou, pretože je menej hustý ako voda, a preto na ňom pláva.

Vo väčšine prípadov chladenie kvapaliny vedie k zvýšeniu jej hustoty, kým sa nestane pevnou. V tomto bode dosahuje svoju maximálnu hustotu. Voda sa v porovnaní s inými kvapalinami chová mierne odlišne. Ako budete pokračovať v chladnej vode, jej hustota sa zvyšuje. Namiesto dosiahnutia maximálnej hustoty pri zamrznutí však dosahuje najvyššiu hustotu pri 4 stupňoch Celzia. Chladenie vody nad 4 stupne vedie k zníženiu jeho hustoty vďaka jedinečnej povahe vodíkových väzieb. V čase, keď sa voda stane ľadom, má nižšiu hustotu ako voda. Presnejšie povedané, voda je o 9% menej hustá ako voda, čím zaberá o 9% viac priestoru. V dôsledku toho liter ľadu váži menej ako liter vody. Dôvodom je to, že vodíkové väzby vo vode sú kompaktnejšie v kvapalnej forme, ale menej kompaktné v pevnom stave.

Ľad tiež pláva kvôli zložitosti vztlaku oproti gravitačnej sile. Vztlaková sila je „vzostupný“ tlak na hustotu kvapaliny. Na druhej strane, gravitácia je „smerom dole“, ktorá súvisí s hustotou kvapaliny. Aby tuhá látka plávala na kvapaline, tlak smerom nahor by mal byť väčší ako ťah smerom nadol. Preto vždy, keď je ľad položený na vodu, tlak smerom nahor je väčší ako ťah smerom nadol.

Aký je význam ľadu plávajúce na vode?

Unikátna vlastnosť vody plávajúce na vode umožňuje prežitie rýb, ktoré žijú vo vodných útvaroch, ktoré v zime zamrznú. Vodné útvary zamrznú zhora nadol, čo umožňuje rybám žiť za normálnych okolností napriek zamrznutej ploche. Ak by bol opak pravdivý, ľad by vytesnil vodu na vrchol, čo by tiež spôsobilo zmrazenie. V dôsledku toho by rieky a jazerá zamrzli, čo by viedlo k smrti celého morského života.