Γιατί τα στερεά είναι πιο πυκνά από το νερό;

Τα στερεά δεν είναι πάντα πιο πυκνά από το νερό. Στην πραγματικότητα, υπάρχουν πολλά στερεά που είναι λιγότερο πυκνά από το νερό, όπως ο πάγος, ο φελλός και το ξύλο. Η πυκνότητα μιας ουσίας καθορίζεται από τη μάζα ανά μονάδα. Τα στερεά είναι γενικά πιο πυκνά από το νερό επειδή έχουν υψηλότερη μάζα ανά όγκο μονάδας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα στερεά έχουν μια πιο σφιχτά συσκευασμένη δομή από τα υγρά, έτσι ώστε να μπορούν να χωρέσουν περισσότερη μάζα σε μικρότερο όγκο.

Ωστόσο, υπάρχουν κάποιες εξαιρέσεις σε αυτόν τον κανόνα. Για παράδειγμα, ο πάγος είναι λιγότερο πυκνός από το νερό επειδή οι δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των μορίων του νερού τους προκαλούν να σχηματίσουν μια πιο ανοιχτή δομή όταν παγώνουν. Αυτό σημαίνει ότι ο πάγος έχει χαμηλότερη μάζα ανά μονάδα όγκου από το νερό, έτσι ώστε να επιπλέει στην κορυφή του νερού.

Ομοίως, το φελλό και το ξύλο είναι και τα δύο λιγότερο πυκνά από το νερό επειδή περιέχουν πολλές τσέπες αέρα. Αυτές οι τσέπες αέρα μειώνουν τη μάζα του φελλού και του ξύλου, έτσι ώστε να μπορούν να επιπλέουν στην κορυφή του νερού.