Zašto led pluta?

Mnogi ljudi su primijetili da led pluta u vodi, što se čini da prkosi zdravom razumu, jer većina ljudi očekuje da su čvrsti oblici tekućine teži od tekućih oblika. Kao i sve ostalo što pluta, led pluta jer je manje gustoće od vode, što pokazuje svojstvo uzgona. Osim toga, led je i ilustracija fascinantnih svojstava vode, tekućine koja se ponaša na vrlo neobičan način.

Kada vidite led kako pluta, gledate u demonstraciju znanstvenog principa uzgona. Za objekte se kaže da su plutajući kada su u stanju istisnuti vlastitu težinu u vodi prije nego što potonu. Kako se predmet taloži u vodi, jednaka sila gura se na dno objekta, uzrokujući da lebdi, a ne tone. Kada su površina i gustoća tvari točne, ta tvar pluta, a ne tone na dno.

U slučaju većine tekućina, što je tekućina hladnija, to postaje gušća. Voda, međutim, doseže svoju maksimalnu gustoću iznad točke smrzavanja. Dok se voda smrzava, njezine se molekule slažu u matricu, stvarajući između njih prostore koji prije nisu postojali. Kao rezultat toga, led je oko 9% manje gustoće od vode na svojoj najgušćoj točki, što čini da led lebdi u vodi, umjesto da tone.

Međutim, možda ste primijetili da kada gledate led i vodu zajedno, led ne lebdi samo na površini; dio leda je tipično potopljen. Ponekad će cijeli komad leda biti potopljen, kao što je slučaj s kockama leda u čaši. U slučaju nečega poput ledenog pokrivača na Arktiku, ogromna površina leda osigurava da će on biti plutajući, jer će istisnuti vlastitu težinu prije nego što potone. S druge strane, mali komad leda poput kocke leda može potonuti prije nego što može istisnuti vlastitu težinu.

Činjenica da led pluta je sreća za prirodni okoliš. Ako bi led potonuo na dno, svjetski oceani, jezera i rijeke polako bi se smrznuli odozdo prema gore, da bi se na kraju pretvorili u čvrsti led. Umjesto toga, led pluta duž površine, postupno se topi kao odgovor na temperaturne promjene, osim u arktičkim i antarktičkim regijama, gdje trajni slojevi leda postoje tijekom cijele godine jer su temperature tako niske.