Når du har spillet udenfor hele eftermiddagen, er der intet bedre end at slappe af ved køkkenbordet med et højt glas isvand. Der er noget tilfredsstillende ved klirringen af isterningerne, når de rammer bunden af glasset. Når du hælder vand over dem, hvæser de og knitrer lidt, når de langsomt svæver til toppen af glasset.
Har du nogensinde tænkt på, hvad et nysgerrig sammensmeltningsvand er? Det er bogstaveligt talt fast vand, der flyder i flydende vand. Hvor sejt er det? (Ordspil helt beregnet.) Men hvorfor flyder isen i vand?
Forskere vil fortælle dig, at det har at gøre med densitet, hvilket er et mål for masse pr. Volumenenhed. Is flyder, fordi den er mindre tæt end vandet.
Noget tættere end vand, som en klippe, vil synke ned til bunden. For at være i stand til at flyde skal et objekt fortrænge væske med en vægt, der svarer til sin egen vægt.
Det faktum, at is flyder i vand, er lidt underligt, fordi de fleste stoffer er tættere, når de er faste. Vand når imidlertid sin maksimale tæthed ved 40 ° F (4,4 ° C). Efterhånden som vandet køler ned og fryser, bliver det mindre tæt på grund af den unikke natur af hydrogenbindinger.
Hvert vandmolekyle består af en iltatom stærkt bundet til to hydrogenatomer med kovalente bindinger. Denne kendsgerning afspejles i den kemiske formel for vand: H2O.
Vandmolekyler har tendens til at blive tiltrukket af hinanden af svagere hydrogenbindinger. Disse dannes mellem positivt ladede hydrogenatomer og negativt ladede iltatomer i nærliggende vandmolekyler.
Når vandtemperaturen falder, begynder de svagere hydrogenbindinger at holde de negativt ladede iltatomer fra hinanden og danner en stiv krystal bikagestruktur, vi kald is. Vandmolekylerne i is optager ca. 9% mere plads end flydende vand, w hvilket betyder, at is er ca. 9% mindre tæt end vand.
Hvis du har en gallon is og en gallon vand, vil gallon is veje mindre end gallon vand. Når du lægger isen i vandet, skubber det tættere vand isen op til toppen, hvor den vil flyde.
Denne unikke egenskab ved vand er især gavnlig for fisk, der lever i vandmasser, der fryser i vinter. Fordi is flyder, fryser vandområder fra top til bund. Dette gør det muligt for fisk at overleve dybt under vand, selv når overfladen fryser!