Por que o gelo flutua no topo da água ao invés de afundar, como a maioria dos sólidos? Há duas partes para a resposta para esta questão. Primeiro, vamos dar uma olhada em porque algo flutua. Então, vamos examinar por que o gelo flutua em cima da água líquida, em vez de afundar no fundo.
Por que Ice Floats
Uma substância flutua se for menos densa ou tem menos massa por unidade de volume, do que outros componentes em uma mistura. Por exemplo, se você colocar um punhado de pedras em um balde de água, as rochas, que são densas em comparação com a água, afundarão.
A água atinge a sua densidade máxima a 4 C (40 F). À medida que esfria e congela no gelo, ele realmente se torna menos denso. Por outro lado, a maioria das substâncias é mais densa no estado sólido (congelado) do que no estado líquido. A água é diferente por causa da ligação de hidrogênio .
Uma molécula de água é feita a partir de um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio, fortemente unidos entre si com ligações covalentes . As moléculas de água também são atraídas entre si por ligações químicas mais fracas (ligações de hidrogênio ) entre os átomos de hidrogênio carregados positivamente e os átomos de oxigênio carregados negativamente das moléculas de água vizinhas. À medida que a água esfria abaixo de 4 ° C, as ligações de hidrogênio se ajustam para manter os átomos de oxigênio carregados negativamente.
Isso produz uma rede de cristal, que é comumente conhecida como “gelo”.
O gelo flutua porque é cerca de 9% menos denso que a água líquida. Em outras palavras, o gelo ocupa cerca de 9% mais espaço do que a água, então um litro de gelo pesa menos de um litro de água. A água mais pesada desloca o gelo mais leve, então o gelo flutua no topo.
Pias de gelo de água pesada
No entanto, nem todo o gelo de água flutua em água regular. O gelo feito com água pesada, que contém o isótopo de hidrogênio do deutério, afunda-se em água regular . A ligação de hidrogênio ainda ocorre, mas não é suficiente para compensar a diferença de massa entre água normal e pesada. Água pesada de gelo cai em águas pesadas.
