Warum schwimmt Eis?
Viele Menschen haben beobachtet, dass Eis im Wasser schwimmt, was dem gesunden Menschenverstand zu widersprechen scheint, da die meisten Menschen erwarten, dass feste Formen von Flüssigkeiten schwerer sind als ihre flüssigen Formen. Wie alles andere, was schwimmt, schwimmt Eis, weil es weniger dicht als Wasser ist und die Eigenschaft des Auftriebs demonstriert. Darüber hinaus ist Eis auch ein Beispiel für die faszinierenden Eigenschaften von Wasser, einer Flüssigkeit, die sich auf sehr ungewöhnliche Weise verhält.
Wenn Sie Eis schweben sehen, sehen Sie eine Demonstration des wissenschaftlichen Auftriebsprinzips. Objekte sollen schwimmfähig sein, wenn sie vor dem Sinken ihr eigenes Gewicht im Wasser verdrängen können. Wenn sich das Objekt im Wasser niederlässt, drückt eine gleichmäßige Kraft gegen den Boden des Objekts und bewirkt, dass es schwimmt und nicht sinkt. Wenn die Oberfläche und Dichte eines Stoffes richtig sind, schwimmt dieser Stoff, anstatt zu Boden zu sinken.
Bei den meisten Flüssigkeiten wird die Flüssigkeit umso dichter, je kühler sie ist. Wasser erreicht jedoch seine maximale Dichte über dem Gefrierpunkt. Wenn Wasser gefriert, ordnen sich seine Moleküle in einer Matrix an und schaffen Räume zwischen ihnen, die vorher nicht existierten. Infolgedessen ist Eis an seinem dichtesten Punkt etwa 9% weniger dicht als Wasser, wodurch das Eis im Wasser schwimmt und nicht sinkt.
Möglicherweise haben Sie jedoch bemerkt, dass das Eis nicht nur auf der Oberfläche schwimmt, wenn Sie Eis und Wasser zusammen betrachten. Ein Teil des Eises ist normalerweise eingetaucht. Manchmal wird ein ganzes Stück Eis eingetaucht, wie es bei Eiswürfeln in einem Glas der Fall ist. Bei einem Eisschild in der Arktis sorgt die große Oberfläche des Eises für Auftrieb, da es sein eigenes Gewicht verlagert, bevor es sinkt. Andererseits kann ein kleines Stück Eis wie ein Eiswürfel sinken, bevor es sein eigenes Gewicht verdrängt.
Die Tatsache, dass Eis schwimmt, ist ein Glücksfall für die natürliche Umwelt. Wenn das Eis auf den Grund sinkt, gefrieren die Ozeane, Seen und Flüsse der Welt langsam von unten nach oben und verwandeln sich schließlich in festes Eis. Stattdessen schwimmt Eis an der Oberfläche entlang und schmilzt allmählich als Reaktion auf Temperaturänderungen, mit Ausnahme der arktischen und antarktischen Regionen, in denen das ganze Jahr über permanente Eisschichten existieren, weil die Temperaturen so kalt sind.