Jää ja vee tihedus

Miks jää hõljub vee peal, mitte ei vaju nagu enamik tahkeid aineid? Sellele küsimusele vastamisel on kaks osa. Esiteks vaatame, miks miski hõljub. Seejärel uurime, miks jää ujub vedela vee peale, selle asemel, et põhja vajuda.

Aine hõljub, kui see on vähem tihe või kui selle mass ruumalaühiku kohta on väiksem kui teiste segu segude puhul. Näiteks kui viskate peotäie kivisid ämbrisse vett, siis kivid, mis on tihe veega võrreldes vajub ära. Vesi, mis on vähem tihe kui kivid, ujub. Põhimõtteliselt suruvad kivid vee teelt välja või tõrjuvad selle välja. Selleks, et objekt saaks hõljuda, peab see tõrjuma vedeliku raskuse, mis on võrdne tema enda kaaluga.

Vesi saavutab maksimaalse tiheduse temperatuuril 4 ° C (40 ° F). Kuna see veelgi jahtub ja jääks külmub, muutub see tegelikult vähem tihedaks. Teisest küljest on enamik aineid tahkes (külmunud) olekus kõige tihedamad kui vedelas olekus. Vesi on erinev seetõttu vesinikside.

A veemolekul on valmistatud ühest hapnikust aatom ja kaks vesinikuaatomit on üksteisega tugevalt ühendatud

Jää hõljub, kuna see on umbes 9% vähem tihe kui vedel vesi. Teisisõnu, jää võtab umbes 9% rohkem ruumi kui vesi, seega kaalub liitrine jää vähem kui liitrit vett. Raskem vesi tõrjub kergema jää, nii et jää hõljub tippu. Selle üks tagajärg on see, et järved ja jõed külmuvad ülalt alla, võimaldades kaladel ellu jääda ka siis, kui järve pind on jäätunud. Kui jää vajub, nihkub vesi tippu ja puutub kokku külmema temperatuuriga, sundides jõgesid ja järvi jääga täitma ja tahket ainet külmutama.

Kuid mitte kõik veejääd ei hõlju tavalisel veel. Jää, mis on valmistatud raske veega, mis sisaldab vesiniku isotoopi deuteeriumi, vajub tavalises vees. Vesinikside on endiselt olemas, kuid sellest ei piisa tavalise ja raske vee massierinevuse korvamiseks. Raske veega vajub raske vesi.