Tại sao đá nổi trên nước?

Sau một buổi chiều dài chơi ngoài trời, không có gì thú vị hơn là ngồi ở bàn bếp với một cốc nước lạnh có đá. Âm thanh của những viên đá chạm đáy cốc thật sự làm hài lòng. Khi bạn đổ nước lên chúng, chúng tạo ra âm thanh xì hơi và rít rắc khi từ từ nổi lên trên cốc.

Bạn có từng tự hỏi về sự kết hợp thú vị giữa đá và nước? Đó chính là nước lỏng chứa trong nước rắn. Thật tuyệt vời phải không? (Đùa tí thôi.) Nhưng tại sao đá nổi trên nước?

Các nhà khoa học sẽ giải thích rằng điều này liên quan đến mật độ, đo lường khối lượng trên một đơn vị thể tích. Đá nổi lên vì nó có mật độ nhỏ hơn nước.

Các vật có mật độ lớn hơn nước, như đá, sẽ chìm xuống đáy. Để nổi lên, một vật cần phải tạo ra áp lực bằng khối lượng của chính nó.

Việc đá nổi trên nước là điều đặc biệt vì hầu hết các chất khác trở nên có mật độ lớn hơn khi chuyển từ chất lỏng sang chất rắn. Tuy nhiên, nước đạt độ mật độ tối đa của nó ở 40º F (4.4º C). Khi nước làm lạnh và đóng băng, nó trở nên ít mật độ hơn do tính chất liên kết hiđrô độc đáo.

Mỗi phân tử nước bao gồm một nguyên tử oxi liên kết với hai nguyên tử hydro thông qua các liên kết cộng hóa trị. Điều này được phản ánh trong công thức hóa học của nước: H2O.

Các phân tử nước được hấp dẫn với nhau thông qua các liên kết hiđrô yếu hơn. Các liên kết này hình thành giữa các nguyên tử hydro mang điện tích dương và các nguyên tử oxi mang điện tích âm trong các phân tử nước gần nhau.

Khi nhiệt độ của nước giảm, các liên kết hiđrô yếu bắt đầu tách rời các nguyên tử oxi mang điện tích âm, tạo thành một cấu trúc lưới tinh thể cứng gọi là đá. Các phân tử nước trong đá chiếm khoảng 9% không gian hơn nước lỏng, khiến đá ít mật độ hơn nước khoảng 9%.

Nếu bạn có một gallon đá và một gallon nước, đá sẽ nhẹ hơn nước. Khi bạn đặt đá vào nước, nước có mật độ cao hơn sẽ đẩy đá lên trên, khiến nó nổi lên.

Đặc tính độc đáo này của nước đặc biệt có lợi cho cá sống trong các vùng nước đông cứng vào mùa đông. Vì đá nổi, các vùng nước đông từ trên xuống dưới. Điều này cho phép cá sống dưới nước sâu ngay cả khi mặt nước đóng băng!

Thử nghiệm

Cảm thấy hơi lạnh sau khi biết về điều này? Hãy nhờ một người bạn hoặc thành viên trong gia đình tham gia cùng bạn và giữ ấm cơ thể khi thử các hoạt động thú vị sau:

Muốn thực hiện một thí nghiệm khoa học về mật độ của các chất khác nhau? Hãy thử thí nghiệm Trộn & Phân Tách – Ba Lớp Nổi. Trước khi bắt đầu, hãy đưa ra một số dự đoán về cách bạn nghĩ các chất sẽ hoạt động. Sau đó, so sánh dự đoán của bạn với kết quả thực tế. Bạn có bất ngờ với bất kỳ kết quả nào không?

Nếu bạn gặp khó khăn khi hình dung liên kết hydro giữa các phân tử nước, đừng lo lắng! Hãy xem hình ảnh Liên kết Hydro trực tuyến, nó sẽ cho bạn thấy cách các liên kết này hình thành. Để thử thách thêm, hãy sử dụng các vật liệu phổ biến trong gia đình để tạo ra mô hình các phân tử nước.

Bạn có biết rằng bạn có thể làm nhiều việc hơn với đá lạnh ngoài việc chỉ sử dụng nó trong đồ uống? Khám phá 23 Ý tưởng về Đá, Hoạt động & Trang trí DIY cho Niềm vui Mùa Đông với sự giúp đỡ của bạn bè hoặc thành viên gia đình. Chọn một vài dự án để thực hiện và tận hưởng!

Để biết thêm thông tin, hãy xem các nguồn sau:

– http://chemistry.about.com/od/chemistryfaqs/f/icefloats.htm

– http://www.foxnews.com/science/2013/12/12/ask-science-teacher-what-makes-ice-float.html

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *