Почему лед плавает в воде?

Короткое видео, объясняющее, что такое структура льда и воды, почему лед плавает в воде и почему это важно. Надеюсь, вы узнали что-то новое из этого видео :) Временные метки: 00:00 Вступление 00:27 Что заставляет что-то плавать? 01:14 Какова структура льда и воды? 02:08 Почему плавание льда так важно? 02:50 Заключение Музыка: https://www.youtube.com/watch?v=Wc72E1j9RRY Название песни: K/DA Beats for Lo-fi Legends Исполнитель: Legends of Runeterra Предоставлено Riot Games: https://www.leagueoflegends.com/en-gb/news/community/riot-music-creator-safe-guidelines/ Источники: https://cordis.europa.eu/article/id/454697-why-does-ice-float https://www.swc.nd.gov/arb/news/atmospheric_reservoir/pdfs/2016_12 - Ice Vs Water -- Density Matters.pdf https://www.childrensmuseum.org/stories/why-does-ice-float https://www.sciencefocus.com/science/why-does-ice-float-on-water Транскрипт: То, что мы воспринимаем как должное, особенно летом, — это кубики льда. Это просто твёрдая вода, но каким-то образом они способны плавать на жидкой воде. Это одно из немногих веществ, обладающих таким свойством: если бросить кусок серебра в расплавленное жидкое серебро, он утонет. Что ещё интереснее, большинство форм жизни даже не существовали бы, если бы лёд тонул в воде. Поэтому в этом видео мы рассмотрим, что заставляет что-либо плавать, структуру воды и льда, и почему плавание льда так важно. Итак, как же что-то плавает? Плотность измеряет количество вещества в объекте относительно его размера, или массу объекта, делённую на его объём. Именно поэтому большинство твёрдых тел плотнее жидкостей, поскольку в твёрдом теле молекулы расположены ближе друг к другу. Это означает, что между молекулами меньше пространства, а значит, меньший объём или более высокая плотность. Например, горячий воздух менее плотный, чем холодный, потому что при нагревании молекулы воздуха начинают двигаться быстрее. По мере того, как молекулы движутся быстрее, между ними увеличивается пространство, что приводит к большему объёму или меньшей плотности. Более плотные вещества тонут, а менее плотные — плавают. Поскольку более горячий воздух менее плотный, чем более холодный, он стремится парить над более холодным воздухом, что и поднимает воздушный шар вверх. Это означает, что для того, чтобы твердый лед плавал, он должен быть менее плотным, чем жидкая вода. Молекула воды имеет 2 атома кислорода и 1 атом водорода, что делает ее более отрицательно заряженной в одном месте и более положительно заряженной в другом. Поскольку противоположные заряды притягиваются, между водородом одной молекулы и кислородом другой образуется водородная связь. В жидкой воде водородные связи удерживают молекулы воды относительно близко друг к другу. По мере понижения температуры воды молекулы воды замедляются и сближаются, делая ее плотнее. При 4 градусах Цельсия вода становится самой плотной, но при дальнейшем понижении температуры водородные связи между молекулами фиксируют их в кристаллической решетке. Это придает молекулам воды жесткость твердого вещества, но при этом оставляет достаточно пространства между ними. Это увеличивает объём твёрдой воды, делая лёд менее плотным, чем вода, и, следовательно, позволяя ему плавать. Так почему же это так важно? Потому что лёд плавает, и жизнь может процветать в океане. В пустых пространствах внутри кристаллических структур льда образуются воздушные карманы. Воздух — отличный изолятор, а это значит, что он плохо передаёт тепло. Слой льда, плавающий на поверхности океанов и озёр, удерживает тепло, находящееся под ним, от утечки в суровую зиму. Более того, если бы лёд затонул, то дно океана было бы заполнено льдом, уничтожив целую среду обитания для многих животных. У нас не было бы и айсбергов, поэтому «Титаник» не затонул бы, но у нас не было бы огромных ледяных щитов в океане, отражающих солнечный свет обратно в атмосферу. Земля была бы намного теплее без плавающего льда. Вот и всё! Лёд — одно из немногих веществ, твёрдая форма которого менее плотная, чем жидкая. Это возможно благодаря структуре льда. При замерзании жидкой воды водородные связи между молекулами воды перестраиваются, образуя кристаллическую структуру. Это создает большое пространство между молекулами, увеличивая объем льда и, следовательно, уменьшая его плотность. И, к счастью, благодаря этим пустым пространствам образуются воздушные карманы, изолирующие океаны, над которыми плавают огромные ледяные щиты. Жизнь, возможно, и не существовала бы, если бы льда вообще не было. Надеюсь, вы узнали сегодня что-то интересное, спасибо за ваше время и пейте больше воды! #химия #наука #пар