Zašto led pluta na vodi

Kocka leda u čaši pluta. Na to smo toliko navikli da nam ne izgleda čudno. A jeste: komad čvrstog gvožđa tone u rastopljenom gvožđu, i komad voska tone u rastopljenom vosku. Voda se ponaša obrnuto.

Lakši od vode

Predmet pluta ako je ređi od tečnosti u kojoj se nalazi. Led je oko devet odsto ređi od tečne vode. Litar vode teži oko kilogram, a litar leda oko 920 grama.

Zato kod ledenog brega iznad površine viri samo otprilike deseti deo. Ostalo je pod vodom, što je i poreklo izraza „vrh ledenog brega“.

Šestougaona rešetka

Molekul vode se sastoji od jednog atoma kiseonika i dva atoma vodonika. Molekuli se međusobno privlače slabim vezama.

U tečnoj vodi te veze stalno pucaju i ponovo nastaju, pa se molekuli slobodno guraju i zbijaju. Kada se voda smrzne, svaki molekul zauzme stalno mesto i poveže se sa četiri suseda. Nastaje pravilna rešetka sa šestougaonim šupljinama. U takvom rasporedu molekuli su dalje jedan od drugog nego u tečnosti.

Ista šestougaona građa je razlog što pahulje imaju šest krakova.

Najgušća na četiri stepena

Voda je najgušća na oko 4 stepena iznad nule. Kada se hladi ispod toga, počinje da se širi, i pre nego što se smrzne.

Ta naizgled sitna osobina ima krupne posledice.

Zašto jezera ne mrznu do dna

U jesen se površina jezera hladi. Hladnija voda je gušća, pa tone, a toplija izlazi na površinu. Mešanje traje dok se celo jezero ne ohladi na 4 stepena.

Kada se površina ohladi još više, ta voda postaje lakša i ostaje gore. Na njoj se stvori led. Led slabo provodi toplotu, pa kao pokrivač štiti vodu ispod sebe. Na dnu se cele zime zadržava voda od oko 4 stepena, u kojoj ribe, žabe i vodeni insekti dočekaju proleće.

Da led tone, jezera i reke bi se ledili od dna naviše. Mnoga bi se smrzla cela, a leti se ne bi stigla otopiti.

Sila koja lomi kamen

Voda se pri mržnjenju širi, i to ogromnom silom.

• Puna staklena flaša zaboravljena u zamrzivaču puca.
• Vodovodne cevi koje se smrznu mogu da prsnu, pa se pred zimu voda iz spoljnih cevi ispušta.
• Voda koja uđe u pukotine stena i tamo se smrzne širi ih iz godine u godinu. Tako mraz polako drobi planine i stvara sipare.
• Na isti način nastaju rupe na putevima posle zime.

Čaša puna do vrha

Ako u čaši punoj do ivice pluta kocka leda, voda se neće preliti kada se led otopi. Led istiskuje tačno onoliko vode koliko je sam težak, a kada se otopi, zauzme upravo tu zapreminu.

Iz istog razloga topljenje leda koji pluta po moru, kao oko Severnog pola, gotovo ne menja nivo okeana. Nivo podiže led koji se topi na kopnu, na Grenlandu i Antarktiku, jer ta voda u more tek stiže.

Nije jedini izuzetak

Voda je najpoznatiji, ali ne i jedini primer. Slično se ponašaju silicijum, galijum i bizmut: i oni su u čvrstom stanju ređi nego u tečnom. Među običnim materijama oko nas voda je ipak jedinstvena.

Zašto je led klizav

Dugo se objašnjavalo da klizaljka pritiskom topi led. Pritisak je za to premali. Danas se smatra da na površini leda i bez pritiska postoji veoma tanak sloj slabo vezanih molekula, koji se ponašaju slično tečnosti. Trenje klizaljke ga dodatno zagreva. Pitanje je staro više od sto pedeset godina, a pojedinosti se i dalje istražuju.

Naslovna fotografija: Unsplash