Miksi jää kelluu vedessä?

Jää kelluu vedessä, koska se on vähemmän tiheää kuin vesi.

Tiheys määritellään aineen massaksi tilavuusyksikköä kohti. Sanomalla, että jää on vähemmän tiheää kuin vesi, tarkoitamme, että jäänäyte vie enemmän tilaa kuin saman näytteen vesinäyte.

Jää ja vesi valmistetaan samasta elementistä # H_2O #, joka tunnetaan myös nimellä vetydioksidi. Riittävän kylmissä lämpötiloissa, yleensä noin 0 celsiusastetta (32 astetta Fahrenheit), vesi käy läpi faasinsiirtymän jääksi, jota kutsutaan jäätymiseksi. Tämä johtuu siitä, että lämpötilan kylmetessä vesimolekyylit menettävät energiaa ja liikkuvat vähemmän.

Veden jäätymisen yhteydessä muodostuvat vetysidokset antavat molekyylien sijoittua kauemmas toisistaan, jolloin ne vievät enemmän tilaa, vähentäen kokonaistiheyttä ja saamaan sen kellumaan vedessä.

Syy, että tiheys määrittää, kelluu joku kellua tai uppoaa, johtuu siitä, että Newtonin kolmas laki toteaa:

#F = ma # jossa # F # on voima, # m # on massa ja # a # on kiihtyvyys.

joten kahden saman tilavuuden aineen painovoima on suurempi aineella, jolla on suurempi massa ja siten suurempi tiheys.