Kāpēc Ice Float?

Ūdens ir savienojums, kas pastāv trīs veidos: ciets, šķidrums un gāze. Ūdens cietā forma ir ledus, šķidrā forma ir ūdens, un gāzveida formu sauc par tvaiku vai tvaiku. Parasti ledus peld šķidrā ūdens formā, atšķirībā no citām cietvielām, kuras izliet, kad tās novieto uz ūdens. Ūdens unikālā uzvedība ir bijusi diskusija daudzos forumos, jo gan ledus, gan ūdens ir ūdens.

Kāpēc Ice Float?

Ledus peld ūdenī, jo tas ir mazāk blīvs nekā ūdens. Arhimēda princips nosaka, ka, lai priekšmets varētu peldēt uz ūdens, tam ir jāpārvieto vienāds ūdens daudzums. Parasti cietie priekšmeti ir blīvāki nekā šķidrumi. Loģiku pamato ķīmija, jo molekulas, kas veido cietvielas, ir cieši saistītas viena ar otru, padarot tās kompaktākas. Tādējādi tie ir svarīgāki par šķidrumiem un gāzēm. Tomēr ledus ir izņēmums, jo tas ir mazāk blīvs nekā ūdens un tādējādi uz tā peld.

Vairumā gadījumu šķidruma dzesēšana palielina tā blīvumu, līdz tas kļūst ciets. Tajā brīdī tas sasniedz maksimālo blīvumu. Ūdens darbojas nedaudz atšķirīgi, salīdzinot ar citiem šķidrumiem. Turpinot atdzist ūdeni, tā blīvums palielinās. Tomēr tā vietā, lai sasalšanas laikā sasniegtu maksimālo blīvumu, tas sasniedz augstāko blīvumu 4 grādos pēc Celsija. Ūdens dzesēšana virs 4 grādiem noved pie tā blīvuma samazināšanās, pateicoties ūdeņraža saites unikālajam raksturam. Līdz tam laikam, kad ūdens kļūst ledus, tam ir mazāks blīvums nekā ūdenim. Konkrētāk, ūdens ir par 9% mazāk blīvs nekā ūdens, tādējādi aizņemot 9% papildu vietu. Līdz ar to litrs ledus sver mazāk par litru ūdens. Iemesls tam ir tas, ka ūdeņraža saites ūdenī ir kompaktākas šķidrā veidā, bet mazāk cietas cietā stāvoklī.

Ledus arī peld, jo peldspēja ir sarežģīta pret gravitācijas spēku. Peldspēks ir “augšupvērsts spiediens” uz šķidruma blīvumu. No otras puses, smaguma pakāpe ir “lejupvērsts vilkums”, kas attiecas uz šķidruma blīvumu. Lai cieta viela peldētu uz šķidruma, augšupvērstajam spiedienam jābūt lielākam par lejupvērsto vilkšanu. Tāpēc, ja ledus novieto uz ūdens, augšupvērstais spiediens ir lielāks nekā lejupvērstā vilkšana.

Kāda ir ledus peldēšanas uz ūdens nozīme?

Ar ūdeni peldošā ūdens unikālā īpašība ļauj izdzīvot zivis, kas dzīvo ūdenstilpēs, kas sasalst ziemā. Ūdens tilpnes iesaldē no augšas uz leju, ļaujot zivīm dzīvot normālos apstākļos, neskatoties uz sasaldēto virsmu. Ja būtu pretēja, ledus novirzītu ūdeni uz augšu, izraisot arī tās iesaldēšanu. Tā rezultātā upes un ezeri iesaldētu cietu, kas izraisītu visu jūras dzīvību.