Perché il ghiaccio galleggia?
Molte persone hanno osservato che il ghiaccio galleggia nell'acqua, il che sembra sfidare il buon senso, poiché la maggior parte delle persone si aspetta che le forme solide di liquidi siano più pesanti delle loro forme liquide. Come ogni altra cosa che galleggia, il ghiaccio galleggia perché è meno denso dell'acqua, dimostrando la proprietà di galleggiamento. Inoltre, il ghiaccio è anche un esempio delle affascinanti proprietà dell'acqua, un liquido che si comporta in modi molto insoliti.
Quando vedi il galleggiante di ghiaccio, stai osservando una dimostrazione del principio scientifico di galleggiamento. Si dice che gli oggetti siano galleggianti quando sono in grado di spostare il proprio peso in acqua prima di affondare. Mentre l'oggetto si deposita nell'acqua, una forza uguale spinge verso l'alto sul fondo dell'oggetto, facendolo galleggiare, anziché affondare. Quando l'area superficiale e la densità di una sostanza sono giuste, quella sostanza galleggia anziché affondare sul fondo.
Nel caso della maggior parte dei liquidi, più freddo è il liquido, più denso diventa. L'acqua, tuttavia, raggiunge la sua massima densità al di sopra del punto di congelamento. Mentre l'acqua si congela, le sue molecole si dispongono in una matrice, creando spazi tra loro che prima non esistevano. Di conseguenza, il ghiaccio è circa il 9% meno denso dell'acqua nel suo punto più denso, il che fa galleggiare il ghiaccio nell'acqua, anziché affondare.
Tuttavia, potresti aver notato che quando guardi il ghiaccio e l'acqua insieme, il ghiaccio non galleggia semplicemente in superficie; parte del ghiaccio è generalmente sommersa. A volte, un intero pezzo di ghiaccio viene immerso, come nel caso dei cubetti di ghiaccio in un bicchiere. Nel caso di qualcosa di simile a una calotta glaciale nell'Artico, l'enorme superficie del ghiaccio assicura che sarà galleggiante, perché sposta il proprio peso prima di affondare. Un piccolo pezzo di ghiaccio come un cubetto di ghiaccio, d'altra parte, può affondare prima di poter spostare il proprio peso.
Il fatto che il ghiaccio galleggi è una cosa fortunata per l'ambiente naturale. Se il ghiaccio affondasse sul fondo, gli oceani, i laghi e i fiumi del mondo si congelerebbero lentamente dal basso verso l'alto, trasformandosi infine in ghiaccio solido. Invece, il ghiaccio galleggia lungo la superficie, sciogliendosi gradualmente in risposta ai cambiamenti di temperatura, ad eccezione delle regioni dell'Artico e dell'Antartico, dove le lastre di ghiaccio permanenti esistono tutto l'anno perché le temperature sono così fresche.