冰为什么会浮在水上
绝大多数物质相反,水在结冰时体积会变大。
密度决定浮沉
物体在液体里是浮还是沉,取决于两者的密度。密度小的浮上来,密度大的沉下去。冰能浮在水上,说明冰的密度比水小。
这本身不奇怪,奇怪的是多数物质凝固时密度会变大,而水结冰时密度反而变小。
为什么水这么特殊
液态水里分子彼此靠得很近,还在不断移动。结成冰时,分子按氢键排成规则的六角结构,这个结构里有大量空隙。
空隙让同样的质量占了更大的体积,密度因此下降。体积膨胀约百分之九,这就是为什么装满水的瓶子冻起来会裂。
这个性质的意义
如果冰比水重,湖面结冰后会沉下去,水体从下往上冻结,水生生物很难过冬。冰浮在表面形成隔热层,反而保护了下面的水。
这也是水在自然界中能维持液态环境的重要原因之一。