Ποια στοιχεία έχουμε ότι η στερεή μορφή νερού είναι λιγότερο πυκνή από το υγρό στο σημείο τήξης του πάγωμα;
1. Πλάκοι πάγου: Αυτά είναι τα πιο προφανή και εύκολα παρατηρήσιμα στοιχεία. Εάν ο πάγος ήταν πυκνότερος από το νερό, θα βυθίστηκε. Το γεγονός ότι οι πάχες επιπλέουν σημαίνει ότι πρέπει να είναι λιγότερο πυκνό.
2. Επέκταση κατά την κατάψυξη: Όταν το νερό παγώνει, ο όγκος του αυξάνεται. Αυτό παρατηρείται εύκολα γεμίζοντας ένα δοχείο με νερό, παγώνοντας το και στη συνέχεια παρατηρώντας ότι ο πάγος έχει επεκταθεί πέρα από τον αρχικό όγκο του νερού. Αυτή η επέκταση του όγκου είναι άμεσο αποτέλεσμα της χαμηλότερης πυκνότητας του πάγου.
3. Κρυσταλλική δομή πάγου: Η κρυσταλλική δομή του πάγου (εξάγωνος) δημιουργεί μια πιο ανοιχτή και ευρύχωρη διάταξη μορίων νερού σε σύγκριση με το υγρό νερό. Αυτή η ανοιχτή δομή οφείλεται στη δέσμευση υδρογόνου μεταξύ των μορίων του νερού, η οποία τα αναγκάζει σε μια πιο οργανωμένη, λιγότερο συμπαγή ρύθμιση.
4. Ανώμαλη επέκταση του νερού: Το νερό εμφανίζει μια ασυνήθιστη ιδιότητα:Συμβάγει συστέλλοντας καθώς δροσίζει, όπως τα περισσότερα υγρά, αλλά μόνο μέχρι τους 4 ° C. Κάτω από τους 4 ° C, αρχίζει να επεκτείνεται και πάλι μέχρι να παγώσει. Αυτό σχετίζεται άμεσα με την μεταβαλλόμενη πυκνότητα του νερού. Η πυκνότητα του νερού φτάνει το μέγιστο στους 4 ° C και γίνεται λιγότερο πυκνή καθώς δροσίζει περαιτέρω, με αποκορύφωμα την χαμηλότερη πυκνότητα του πάγου.
5. Επιστημονικές μετρήσεις: Οι επιστήμονες έχουν μετρήσει την πυκνότητα τόσο του πάγου όσο και του υγρού νερού στο σημείο κατάψυξης, επιβεβαιώνοντας ότι ο πάγος είναι πράγματι λιγότερο πυκνός.
Συνοπτικά: Ο συνδυασμός της άμεσης παρατήρησης (πλωτήρες πάγου), η επέκταση του όγκου κατά τη διάρκεια της κατάψυξης, η ειδική κρυσταλλική δομή του πάγου και οι ακριβείς επιστημονικές μετρήσεις παρέχουν όλες τις επιτακτικές ενδείξεις ότι η στερεή μορφή νερού (ICE) είναι λιγότερο πυκνό από το υγρό νερό στο σημείο κατάψυξης/τήξης.
