حتما متوجه شده اید که یخ همیشه بر روی آب شناور است، توده یخ هر چقدر هم که بزرگ باشد باز هم در آب غرق نمی شود.
حتی کوه های بزرگ یخ نیز روی آب دریاها و اقیانوس ها شناور می مانند حال به چگونگی آن می پردازیم.
((قانون اجسام شناور)) توسط ((ارشمیدس)) دانشمند یونانی، کشف شد، طبق این قانون وقتی جسمی داخل آب قرار می گیرد، دو نیرو بر آن اثر می گذارد.
این 2 نیرو عبارتند از:
- وزن جسم که جهتی رو به پایین دارد.
- نیرویی که از طرف آب و رو به بالا اعمال می شود.
اگر وزن جسم برابر یا کمتر از نیرویی باشد که از سوی آب به طرف بالا وارد می شود، جسم بر روی آب شناور می ماند، یا به عبارتی دیگر اگر وزن جسم برابر یا کمتر از وزن آب هم حجمش باشد، آنگاه جسم بر روی آب شناور می ماند.
به عنوان مثال؛ یک تکه چوب، بر روی آب شناور می ماند، چرا که وزن آن تقریبا نصف وزن آب هم حجمش است.
بنابر این نیمی از چوب زیر آب و نیم دیگرش بر روی آب قرار می گیرد، چوب پنبه نیز وضعی کاملا مشابه دارد. وزن چوب پنبه نزدیک به یک پنجم وزن آبی است که جایش را می گیرد، بنابر این حدودا یک پنجم چوب پنبه به زیر آب می رود و بقیه آن بر روی آب شناور می ماند.
به این ترتیب علت شناور شدن یخ روی آب را نیز میتوان با استفاده از این قانون کاملا توضیح داد، به طور کلی وقتی مایعی به شکل جامد در می آید، منقبض می شود و مولکول هایش به هم نزدیکتر می شوند.
به همین دلیل حجم ماده کم می شود و چگالی آن افزایش می یابد، بنابر این مواد در حالت جامد سنگین تر از زمانی اند که به شکل مایع در آمده اند.
ولی آب مایعی است که خاصیتی غیر عادی دارد، زیرا آب پس از انجماد به جای منقبض شدن، منبسط می شود، در نتیجه حجمش افزایش می یابد.
تراکم یخ 9دهم آب است، به عبارتی دیگر از 9 لیتر آب 10 لیتر یخ به دست می آید، به همین جهت وزن یخ، کمتر از آب هم هجمش است.
به این ترتیب وقتی یخ درون آب قرار می گیرد تنها نه دهم آن در آب فرو می رود و یک دهم دیگرش بر روی آب شناور می ماند.
خاصیت دیگر آب موقع یخ زدن
در مناطق سرد سیر انجماد آب درون لوله ها موجب ترک خوردن آنها می شود، حجم آب به محض یخ زدن افزایش می یابد، این افزایش حجم، نیروی زیادی بر جداره لوله وارد می کند و باعث ترک خوردن آن می شود.
در کشور زیبای فنلاند از این خاصیت برای شکستن صخره ها استفاده می شود، به این منظور آب را وارد منافذ خالی بین صخره ها می کنند.
آب پس از یخ زدن منبسط شده و فشار حاصل از انبساط آن صخره ها را می شکند.