Γιατί επιπλέει ο πάγος;

Πολλοί άνθρωποι έχουν παρατηρήσει ότι ο πάγος επιπλέει στο νερό, κάτι που φαίνεται να αψηφά την κοινή λογική, καθώς οι περισσότεροι άνθρωποι περιμένουν ότι οι στερεές μορφές υγρών είναι βαρύτερες από τις υγρές τους μορφές. Όπως όλα τα άλλα που επιπλέουν, ο πάγος επιπλέει επειδή είναι λιγότερο πυκνός από το νερό, αποδεικνύοντας την ιδιότητα της άνωσης. Επιπλέον, ο πάγος είναι επίσης μια απεικόνιση των συναρπαστικών ιδιοτήτων του νερού, ενός υγρού που συμπεριφέρεται με μερικούς πολύ ασυνήθιστους τρόπους.

Όταν βλέπετε τον πάγο να επιπλέει, κοιτάτε μια επίδειξη της επιστημονικής αρχής της άνωσης. Τα αντικείμενα λέγεται ότι είναι πλεούμενα όταν είναι σε θέση να μετατοπίσουν το βάρος τους σε νερό πριν βυθιστούν. Καθώς το αντικείμενο εγκαθίσταται στο νερό, μια ίση δύναμη σπρώχνεται προς τα πάνω στον πυθμένα του αντικειμένου, αναγκάζοντάς το να επιπλέει αντί να βυθίζεται. Όταν η επιφάνεια και η πυκνότητα μιας ουσίας είναι σωστές, αυτή η ουσία επιπλέει αντί να βυθίζεται στον πυθμένα.

Στην περίπτωση των περισσότερων υγρών, όσο πιο ψυχρό είναι το υγρό, τόσο πιο πυκνό γίνεται. Το νερό, ωστόσο, φτάνει τη μέγιστη πυκνότητά του πάνω από το σημείο πήξης. Καθώς το νερό παγώνει, τα μόριά του διατάσσονται σε μια μήτρα, δημιουργώντας μεταξύ τους χώρους που δεν υπήρχαν πριν. Ως αποτέλεσμα, ο πάγος είναι περίπου 9% λιγότερο πυκνός από το νερό στο πιο πυκνό του σημείο, γεγονός που κάνει τον πάγο να επιπλέει στο νερό, αντί να βυθίζεται.

Ωστόσο, μπορεί να έχετε παρατηρήσει ότι όταν κοιτάτε τον πάγο και το νερό μαζί, ο πάγος δεν επιπλέει απλώς στην επιφάνεια. μέρος του πάγου είναι συνήθως βυθισμένο. Μερικές φορές, ένα ολόκληρο κομμάτι πάγου θα βυθιστεί, όπως συμβαίνει με τα παγάκια σε ένα ποτήρι. Στην περίπτωση κάτι σαν στρώμα πάγου στην Αρκτική, η τεράστια επιφάνεια του πάγου διασφαλίζει ότι θα είναι άνωθεν, γιατί θα μετατοπίσει το βάρος του πριν βυθιστεί. Ένα μικρό κομμάτι πάγου όπως ένα παγάκι, από την άλλη πλευρά, μπορεί να βυθιστεί πριν μπορέσει να μετατοπίσει το βάρος του.

Το γεγονός ότι ο πάγος επιπλέει είναι ευτύχημα για το φυσικό περιβάλλον. Εάν ο πάγος βυθιζόταν στον πυθμένα, οι ωκεανοί, οι λίμνες και τα ποτάμια του κόσμου θα παγώσουν σιγά σιγά από κάτω προς τα πάνω, μετατρέποντας τελικά σε συμπαγή πάγο. Αντίθετα, ο πάγος επιπλέει κατά μήκος της επιφάνειας, λιώνοντας σταδιακά ως απόκριση στις αλλαγές της θερμοκρασίας, εκτός από τις περιοχές της Αρκτικής και της Ανταρκτικής, όπου υπάρχουν μόνιμα φύλλα πάγου όλο το χρόνο, επειδή οι θερμοκρασίες είναι τόσο κρύες.