Gheața plutește – de aceea oceanul are gheață polară și aisberguri și de ce plutește gheața din băutura dvs. Dacă vă gândiți la asta, ar putea părea puțin ciudat, deoarece gheața este solidă și intuitiv, ar trebui să fie mai grea decât un lichid și o chiuvetă. Deși acest lucru este valabil pentru majoritatea substanțelor, apa este o excepție. Legăturile sale de hidrogen și starea sa solidă o fac de fapt mai ușoară decât este ca un lichid.

Gheața este mai puțin densă

Apa este o substanță uimitoare care în esență alimentează viața pe pământ – fiecare organism viu are nevoie de ea. De asemenea, are câteva proprietăți interesante care permit vieții să fie așa cum este. Una dintre cele mai importante proprietăți este că apa este cea mai densă la 4 ° C (40 ° F). Apa fierbinte și gheața sunt ambele mai puțin dense decât apa rece. Substanțe mai puțin dense plutesc deasupra unor substanțe mai dense. De exemplu, când prepari salata, uleiul plutește deasupra oțetului, deoarece este mai puțin dens. Același lucru este valabil și pentru orice. Dacă aveți o minge de plajă explozivă într-o piscină, aceasta plutește, dacă aveți o piatră, se scufundă.

Motivul pentru care gheața este mai puțin densă decât apa are legătură cu legăturile de hidrogen. După cum știți, apa este formată dintr-un oxigen și doi atomi de hidrogen. Acestea sunt atașate prin legături covalente care sunt foarte puternice. Cu toate acestea, se formează și un alt tip de legătură între diferite molecule de apă numită legătură de hidrogen, care este mai slabă. Aceste legături se formează deoarece atomii de hidrogen încărcați pozitiv sunt atrași atomii de oxigen încărcați negativ ai moleculelor de apă din apropiere. Când apa este caldă, moleculele sunt foarte active, se mișcă foarte mult și formează și rup rapid legături cu alte molecule de apă. Au energia de a se apropia unul de celălalt și de a se mișca rapid.

Pe măsură ce apa scade sub 4 ° C, energia cinetică scade astfel încât moleculele să nu se miște atât de mult mai mult. Nu au energie să se miște și să se rupă și să formeze legături atât de ușor. În schimb, ele formează mai multe legături de hidrogen cu alte molecule de apă pentru a forma structuri de rețea hexagonale. Ele formează aceste structuri pentru a menține moleculele de oxigen încărcate negativ. În mijlocul hexagonelor, există mult spațiu gol.

Gheața este de fapt cu aproximativ 9% mai puțin densă decât apa lichidă. Prin urmare, gheața ocupă mai mult spațiu decât apa. Practic, acest lucru are sens, deoarece gheața se extinde. De aceea nu ar trebui să congelați o sticlă de apă din sticlă și de ce apa înghețată poate crea fisuri mai mari în beton. Dacă aveți o sticlă de litru de gheață și o sticlă de litru de apă, atunci sticla de apă cu gheață ar fi mai ușoară. Moleculele sunt mai departe una de cealaltă în acest moment decât atunci când apa este mai caldă. Prin urmare, gheața este mai puțin densă decât apa și plutește.

Când gheața se topește, structura cristalină stabilă se prăbușește și este brusc mai densă. Pe măsură ce apa se încălzește peste 4 ° C, ea câștigă energie, iar moleculele se deplasează mai repede și mai departe. Deci, apa fierbinte ocupă, de asemenea, mai mult spațiu decât apa mai rece și plutește deasupra apei mai reci, deoarece este mai puțin densă. Este ca atunci când te duci la un lac pentru a înota și stratul superior este frumos și cald, dar când îți bagi picioarele dedesubt este mult mai rece.

Important pentru Pământul nostru

Deci, de ce contează acest lucru? Flotabilitatea gheții are consecințe importante pentru viața de pe pământ. Lacurile îngheață în vârf iarna în locuri reci, ceea ce permite peștilor și altor animale să supraviețuiască mai jos. Dacă fundul ar îngheța, întregul lac ar putea fi înghețat și aproape nimic nu ar putea supraviețui iernii în lac. În oceanele nordice sau sudice, dacă s-ar scufunda gheața, calotele de gheață ar fi toate în fundul oceanului, împiedicând să trăiască ceva acolo. Fondul oceanului ar fi plin de gheață. În plus, gheața polară este importantă, deoarece reflectă lumina și împiedică planeta noastră să se încălzească prea mult.