Ang mga polar ice block at iceberg ay umaanod sa karagatan, at kahit sa mga inumin ay hindi lumulubog ang yelo sa ilalim. Mahihinuha na ang yelo ay hindi lumulubog sa tubig. Bakit? Kung iisipin mo, ang tanong na ito ay maaaring mukhang medyo kakaiba, dahil ang yelo ay solid at - intuitively - ay dapat na mas mabigat kaysa sa likido. Bagama't totoo ang pahayag na ito para sa karamihan ng mga sangkap, ang tubig ay ang pagbubukod sa panuntunan. Ang tubig at yelo ay nakikilala sa pamamagitan ng mga hydrogen bond, na ginagawang mas magaan ang yelo sa solid state kaysa kapag ito ay nasa liquid state.
Siyentipikong tanong: bakit hindi lumulubog ang yelo sa tubig
Isipin natin na tayo ay nasa isang aralin na tinatawag na "The World Around" sa ika-3 baitang. “Bakit hindi lumulubog ang yelo sa tubig?” tanong ng guro sa mga bata. At ang mga bata, na walang malalim na kaalaman sa pisika, ay nagsimulang mangatuwiran. "Marahil ito ay magic?" sabi ng isa sa mga bata.
Talagang hindi pangkaraniwan ang yelo. Halos walang ibang natural na mga sangkap na, sa solidong estado, ay maaaring lumutang sa ibabaw ng isang likido. Isa ito sa mga pag-aari na gumagawa ng tubig na isang kakaibang sangkap at, sa totoo lang, ito ang nagpapabago sa landas ng planetary evolution.
May ilang planeta na naglalaman ng napakaraming likidong hydrocarbon gaya ng ammonia - gayunpaman, kapag nagyelo, lumulubog ang materyal na ito sa ilalim. Ang dahilan kung bakit hindi lumulubog ang yelo sa tubig ay kapag nag-freeze ang tubig, lumalawak ito, at kasama nito, bumababa ang density nito. Kapansin-pansin, ang paglawak ng yelo ay maaaring makabasag ng mga bato - ang proseso ng glaciation ng tubig ay napakabihirang.
Scientifically speaking, ang proseso ng pagyeyelo ay nagse-set up ng mabilis na mga siklo ng weathering at ang ilang mga kemikal na inilabas sa ibabaw ay maaaring matunaw ang mga mineral. Sa pangkalahatan, may mga proseso at posibilidad na nauugnay sa pagyeyelo ng tubig na hindi ipinahihiwatig ng mga pisikal na katangian ng iba pang likido.
Density ng yelo at tubig
Kaya ang sagot kung bakit hindi lumulubog ang yelo sa tubig ngunit lumulutang sa ibabaw ay mas mababa ang densidad nito kaysa likido - ngunit iyon ang unang antas na sagot. Upang mas maunawaan, kailangan mong malaman kung bakit mababa ang density ng yelo, kung bakit lumulutang ang mga bagay sa unang lugar, kung paano humahantong sa paglutang ang density.
Alalahanin ang Griyegong henyo na si Archimedes, na nalaman na pagkatapos ilubog ang isang bagay sa tubig, ang dami ng tubig ay tumataas ng isang numero na katumbas ng dami ng bagay na inilubog. Sa madaling salita, kung maglalagay ka ng malalim na pinggan sa ibabaw ng tubig at pagkatapos ay maglagay ng mabigat na bagay dito, ang dami ng tubig na ibubuhos sa pinggan ay eksaktong katumbas ng dami ng bagay. Hindi mahalaga kung ang bagay ay ganap na nakalubog obahagyang.
Mga katangian ng tubig
Ang tubig ay isang kamangha-manghang sangkap na karaniwang nagpapakain sa buhay sa mundo, dahil kailangan ito ng bawat buhay na organismo. Ang isa sa pinakamahalagang katangian ng tubig ay ang pinakamataas na density nito sa 4°C. Kaya, ang mainit na tubig o yelo ay hindi gaanong siksik kaysa sa malamig na tubig. Ang mas kaunting siksik na substance ay lumulutang sa ibabaw ng mas siksik na substance.
Halimbawa, habang naghahanda ng salad, mapapansin mo na ang mantika ay nasa ibabaw ng suka - ito ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ito ay may mas mababang density. Ang parehong batas ay may bisa din para sa pagpapaliwanag kung bakit ang yelo ay hindi lumulubog sa tubig, ngunit lumulubog sa gasolina at kerosene. Ang dalawang sangkap na ito ay may mas mababang density kaysa sa yelo. Kaya, kung magtapon ka ng inflatable na bola sa pool, lulutang ito sa ibabaw, ngunit kung ihahagis mo ang isang bato sa tubig, lulubog ito sa ilalim.
Anong mga pagbabago ang nangyayari sa tubig kapag nag-freeze ito
Ang dahilan kung bakit hindi lumulubog ang yelo sa tubig ay dahil sa mga hydrogen bond na nagbabago kapag nagyeyelo ang tubig. Tulad ng alam mo, ang tubig ay binubuo ng isang oxygen atom at dalawang hydrogen atoms. Ang mga ito ay nakakabit ng mga covalent bond na hindi kapani-paniwalang malakas. Gayunpaman, ang iba pang uri ng bono na bumubuo sa pagitan ng iba't ibang mga molekula, na tinatawag na hydrogen bond, ay mas mahina. Nabubuo ang mga bono na ito dahil ang mga atomo ng hydrogen na may positibong charge ay naaakit sa mga atomo ng oxygen na may negatibong charge ng mga kalapit na molekula ng tubig.
Kapag ang tubig ay mainit-init, ang mga molekula ay napakaaktibo,gumagalaw nang marami, mabilis na bumubuo at nabubulok ang mga bono sa ibang mga molekula ng tubig. May lakas silang lapitan ang isa't isa at mabilis na kumilos. Kaya bakit hindi lumulubog ang yelo sa tubig? Itinatago ng Chemistry ang sagot.
Pisikal na kimika ng yelo
Habang bumababa ang temperatura ng tubig sa ibaba 4 °C, bumababa ang kinetic energy ng likido, kaya hindi na gumagalaw ang mga molekula. Wala silang lakas na gumalaw at kasingdali ng sa mataas na temperatura na masira at makabuo ng mga bono. Sa halip, bumubuo sila ng mas maraming hydrogen bond sa ibang mga molekula ng tubig upang bumuo ng mga istrukturang hexagonal na sala-sala.
Binubuo nila ang mga istrukturang ito upang panatilihing magkahiwalay ang mga molekula ng oxygen na may negatibong charge. Sa gitna ng mga hexagon na nabuo bilang resulta ng aktibidad ng mga molekula, mayroong maraming kawalan.
Ang yelo ay lumulubog sa tubig - mga dahilan
Ang yelo ay talagang 9% na mas mababa kaysa sa likidong tubig. Samakatuwid, ang yelo ay kumukuha ng mas maraming espasyo kaysa tubig. Sa praktikal, makatuwiran ito dahil lumalawak ang yelo. Ito ang dahilan kung bakit hindi inirerekomenda na i-freeze ang isang basong bote ng tubig - ang frozen na tubig ay maaaring lumikha ng malalaking bitak kahit na sa kongkreto. Kung mayroon kang isang litro na bote ng yelo at isang litro na bote ng tubig, kung gayon ang isang bote ng tubig ng yelo ay magiging mas madali. Ang mga molekula ay mas malayong magkahiwalay sa puntong ito kaysa kapag ang sangkap ay nasa likidong estado. Kaya naman hindi lumulubog ang yelo sa tubig.
Kapag natunaw ang yeloang matatag na istraktura ng kristal ay nasisira at nagiging mas siksik. Kapag ang tubig ay uminit hanggang 4°C, nakakakuha ito ng enerhiya at ang mga molekula ay gumagalaw nang mas mabilis at mas malayo. Ito ang dahilan kung bakit ang mainit na tubig ay kumukuha ng mas maraming espasyo kaysa malamig na tubig at lumulutang sa ibabaw ng malamig na tubig - mas mababa ang density nito. Tandaan, kapag nasa lawa ka, habang lumalangoy, ang tuktok na layer ng tubig ay laging maganda at mainit, ngunit kapag ibababa mo ang iyong mga paa, nararamdaman mo ang lamig ng ilalim na layer.
Ang kahalagahan ng proseso ng pagyeyelo ng tubig sa paggana ng planeta
Sa kabila ng katotohanan na ang tanong na "Bakit hindi lumulubog ang yelo sa tubig?" para sa grade 3, napakahalagang maunawaan kung bakit nangyayari ang prosesong ito at kung ano ang kahulugan nito para sa planeta. Kaya, ang buoyancy ng yelo ay may mahalagang implikasyon para sa buhay sa Earth. Ang mga lawa ay nagyeyelo sa taglamig sa mga malalamig na lugar - pinapayagan nito ang mga isda at iba pang mga hayop sa tubig na mabuhay sa ilalim ng yelo. Kung nagyelo ang ilalim, malaki ang posibilidad na ma-freeze ang buong lawa.
Sa ganitong mga kondisyon, wala ni isang organismo ang nakaligtas.
Kung ang densidad ng yelo ay mas mataas kaysa sa densidad ng tubig, lulubog ang mga karagatan sa yelo, at ang mga takip ng yelo na nasa ilalim noon ay hindi papayag na may manirahan doon. Ang ilalim ng karagatan ay puno ng yelo - at ano ang magiging lahat? Sa iba pang mga bagay, mahalaga ang polar ice dahil ito ay sumasalamin sa liwanag at pinipigilan ang planetang Earth na uminit.
