Почему лёд плавает на поверхности воды?

Думаю, многие люди часто используют свойство твёрдой воды или льда и даже не задумываются: «А почему лёд, твёрдый по своей структуре, не тонет в жидком своём состоянии – воде?» Примеры такого явления можно наблюдать при охлаждении напитков кубиками льда, плавающие льдины весной в реках и водоёмах, дрейфующие айсберги в океанах в районе Северного и Южного полюсов.

Оказывается всё заложено в физических свойствах воды. Максимальная плотность воды получается при температуре +4°С. А при опускании температуры до нуля и ниже, вода замерзает, при этом плотность её уменьшается. Плотность воды уменьшается из-за формирования кристаллической решётки, которая фиксирует расстояния между молекулами кислорода и водорода. При этом плотность льда равна 0,91, а воды около единицы. И, как известно, вещества с меньшей плотностью плавают на поверхности веществ с большей плотностью. А ещё вспомнил закон бутерброда, который падает маслом вниз.

Всё это свойственно воде в чистом состоянии. А вода содержащая примеси, например, соли, замерзает при более низких температурах. Поэтому зимой дороги посыпают солью, и моря замерзают в зависимости от солёности при температуре от -1,8до -2,1°С.

Увеличение воды в объеме при замерзании стоит учитывать в зимний период, как-никак увеличение на 10% приводит к разрушениям наполненных водой всевозможных сосудов и коммуникаций в зоне промерзания. Также зная, что плотность льда меньше воды приблизительно на 10%, можно вычислить объём льдин. Верхняя видимая часть – это 10%, а под водой 90%. Поэтому для мореплавателей в полярных водах айсберги представляют опасность, а точнее их подводная часть, составляющая 90% от объёма.

А вот почему лёд не промерзает на всю глубину водоёмов? Лёд выступает в данной ситуации защитным слоем и благодаря меньшей плотности находится на поверхности воды.  При этом толщина льда зависит от понижения температуры воздуха.Я помню, в детстве мы ездили к бабушке в село. По дороге нужно было пересечь речку Десна. Летом использовали паромную переправу, а зимой военные намывали ледяную дорогу через реку. Для этого прорубывали полыньи и с помощью насосов поливали дорогу водой. Причём намывали воду на эту ледяную дорогу периодически. Объясняется это тем, что подо льдом вода положительной температуры, и толщина льда при одной и той же температуре воздуха стремится выровняться. Лёд выступает прослойкой, изолятором между холодной и тёплой средой. Это свойство воды позволяет обитателям водоёмов переносить зимние морозы. Вода сама создаёт защитную среду в виде льда для своих обитателей. Люди также пользуются экзотическими ледяными гостиницами в Швеции, Норвегии, Финляндии, Канаде, Японии в зимнее время. Температура, правда, внутри поддерживается около -5 °С.

Вот так вот используется свойство твёрдой воды, а вернее льда в природе и в жизни людей. А о своих примерах использования льда прошу писать сюда.

Запись опубликована в рубрике Интересное о воде. Добавьте в закладки постоянную ссылку.