Dlaczego lód unosi się na wodzie?

Lód unosi się na wodzie, ponieważ jest mniej gęsty niż woda.

Gęstość jest definiowana jako masa na jednostkę objętości substancji. Mówiąc, że lód jest mniej gęsty niż woda, mamy na myśli, że próbka lodu zajmie więcej miejsca niż próbka wody o tej samej masie.

Lód i woda składają się z tego samego pierwiastka # H_2O #, inaczej nazywany dwutlenkiem wodoru. W dostatecznie niskich temperaturach, zwykle około 0 stopni Celsjusza (32 stopnie Fahrenheita), woda przechodzi fazę przemiany w lód, zwaną zamarzaniem. Dzieje się tak, ponieważ wraz ze spadkiem temperatury cząsteczki wody tracą energię i poruszają się mniej.

Wiązania wodorowe, które tworzą się, gdy woda zamarza w lód, pozwalają cząsteczkom na większe odległości od siebie, dzięki czemu zajmują więcej miejsca, zmniejszając ogólną gęstość i sprawiając, że unosi się w wodzie.

Powodem, dla którego gęstość określa, czy coś będzie pływać lub tonąć, jest to, że zgodnie z trzecim prawem Newtona:

#F = ma # gdzie # F # to siła, # m # to masa, a # a # to przyspieszenie.

i tak siła grawitacji dla dwóch substancji o tej samej objętości będzie większa dla substancji o większej masie, a tym samym większej gęstości.