لماذا يطفو الجليد على الماء؟

لماذا يطفو الجليد على الماء؟
Anonim

يطفو الجليد على الماء لأنه أقل كثافة من الماء.

عندما يتجمد الماء في شكله الصلب ، تكون جزيئاته قادرة على تكوين روابط هيدروجينية أكثر استقرار ا تحبسها في مواقع. نظر ا لأن الجزيئات لا تتحرك ، فهي غير قادرة على تكوين أكبر عدد من روابط الهيدروجين مع جزيئات الماء الأخرى. هذا يؤدي إلى عدم وجود جزيئات الماء المثلج مع ا كما في حالة الماء السائل ، مما يقلل من كثافته.

معظم المواد في شكلها الصلب أكثر كثافة من أشكالها السائلة. العكس هو الصحيح في الماء. هذه الخاصية من المياه غير عادية إلى حد ما ونادرة.

الماء في الواقع هو الأكثر كثافة في 4 درجات مئوية. في أي درجة حرارة تقل عن 4 درجات مئوية أو أعلى ، يصبح الماء أقل كثافة.

يطفو الجليد على الماء لأنه أقل كثافة من الماء.

يتم تعريف الكثافة على أنها الكتلة لكل وحدة حجم مادة. بقولنا أن الجليد أقل كثافة من الماء ، فإننا نعني أن عينة من الثلج ستشغل مساحة أكبر من عينة من الماء الذي يحتوي على الكتلة نفسها.

كلاهما مصنوع من الثلج والماء من نفس العنصر # # H_2O، والمعروف باسم ثاني أكسيد الهيدروجين. في درجات حرارة باردة بما فيه الكفاية ، عادة حوالي 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) ، يمر الماء بمرحلة انتقال إلى الجليد يسمى التجميد. هذا لأنه عندما تصبح درجة الحرارة أكثر برودة ، تفقد جزيئات الماء الطاقة وتتحرك أقل.

تسمح روابط الهيدروجين التي تتشكل عندما يتجمد الماء إلى جليد بتباعد الجزيئات عن بعضها ، مما يجعلها تشغل مساحة أكبر ، مما يقلل الكثافة الإجمالية ويجعلها تطفو في الماء.

السبب في أن الكثافة تحدد ما إذا كان شيء ما سوف يطفو أو يغرق هو ، كما هو منصوص عليه في قانون نيوتن الثالث:

#F = ma # أين #F# هي القوة ، # م # هي الكتلة و #ا# هو التسارع.

وبالتالي فإن قوة الجاذبية لمادتين لهما نفس الحجم ستكون أكبر للمادة ذات الكتلة الأعلى وبالتالي الكثافة الأعلى.