Wasser ist eine Verbindung, die in drei Formen vorliegt: fest, flüssig und gasförmig. Die feste Form von Wasser ist Eis, die flüssige Form ist Wasser und die gasförmige Form wird Dampf oder Dampf genannt. Typischerweise schwimmt Eis auf der flüssigen Form von Wasser, anders als andere Feststoffe, die sinken, wenn sie auf Wasser gelegt werden. Das einzigartige Verhalten von Wasser wurde in vielen Foren diskutiert, da sowohl Eis als auch Wasser Wasser sind.
Warum schwimmt Eis?
Eis schwimmt auf Wasser, weil es weniger dicht ist als Wasser. Das Archimedes-Prinzip besagt, dass ein Objekt, um auf Wasser zu schwimmen, eine gleiche Menge Wasser verdrängen muss. Normalerweise sind feste Objekte dichter als Flüssigkeiten. Die Logik wird durch Chemie unterstützt, da die Moleküle, die Feststoffe bilden, fest miteinander verbunden sind, wodurch sie kompakter werden. Sie sind somit schwerer als Flüssigkeiten und Gase. Allerdings ist Eis eine Ausnahme, da es weniger dicht ist als Wasser und somit auf ihm schwimmt.
In den meisten Fällen führt das Abkühlen einer Flüssigkeit zu einer Zunahme ihrer Dichte, bis sie fest wird. Zu diesem Zeitpunkt erreicht es seine maximale Dichte. Wasser verhält sich im Vergleich zu anderen Flüssigkeiten etwas anders. Wenn Sie weiterhin Wasser kühlen, nimmt seine Dichte zu. Anstatt jedoch seine maximale Dichte zu erreichen, wenn es gefriert, erreicht es die höchste Dichte bei 4 Grad Celsius. Das Abkühlen des Wassers über 4-Grade hinaus führt zu einer Verringerung der Dichte aufgrund der einzigartigen Natur der Wasserstoffbindungen. Zu der Zeit, wenn Wasser zu Eis wird, hat es eine geringere Dichte als Wasser. Insbesondere ist Wasser 9% weniger dicht als Wasser, wodurch 9% zusätzlicher Raum beansprucht wird. Folglich wiegt ein Liter Eis weniger als einen Liter Wasser. Der Grund dafür ist, dass die Wasserstoffbindungen in Wasser in flüssiger Form kompakter, im festen Zustand jedoch weniger kompakt sind.
Eis schwimmt auch wegen der Kompliziertheit des Auftriebs gegen die Schwerkraft. Die Auftriebskraft ist ein "Aufwärtsdruck" auf die Dichte der Flüssigkeit. Auf der anderen Seite ist die Schwerkraft ein "Abwärtszug", der sich auf die Dichte der Flüssigkeit bezieht. Damit ein Feststoff auf einer Flüssigkeit schwimmen kann, sollte der Aufwärtsdruck größer als der Abwärtsdruck sein. Wenn also Eis auf Wasser gelegt wird, ist der Aufwärtsschub größer als der Abwärtszug.
Welche Bedeutung hat Eis auf dem Wasser?
Die einzigartige Eigenschaft von Wasser, das auf Wasser schwimmt, ermöglicht das Überleben für Fische, die in Gewässern leben, die im Winter gefrieren. Die Gewässer gefrieren von oben nach unten, so dass Fische trotz der gefrorenen Oberfläche unter normalen Umständen leben können. Wenn das Gegenteil der Fall wäre, würde Eis das Wasser nach oben verdrängen, wodurch es ebenfalls einfriert. In der Folge froren Flüsse und Seen fest und führten zum Tod aller Meereslebewesen.
