Số 42Đời sống2 phútlượt xem 90
Xuất bản bởi Thư viện GK · Nhà phụ
Vì sao đá cho vào cốc không chìm xuống?
Hòn đá thì chìm, còn nước đá lại nổi trên mặt nước. Cùng là nước, vì sao lại có sự khác biệt như vậy?
Khi cho nước đá vào cốc, đá nổi trên mặt nước chứ không chìm xuống đáy. Hòn sỏi thì chìm mà nước đá lại nổi, khiến nước đá trông như một chất khác rất nhẹ. Không phải vì chúng được làm từ chất khác nhau đâu. Vẫn là nước ấy, nhưng khi đông lại, nó chiếm nhiều chỗ hơn.
Khi đông lại, nước chiếm nhiều chỗ hơn
Khi nước đông lại, khoảng cách bên trong giãn ra một chút. Cùng một lượng nước sẽ chiếm nhiều chỗ hơn, còn khối lượng vẫn giữ nguyên. Theo những gì đã biết, khi đông lại, thể tích của nước tăng khoảng 9 phần trăm. Vì vậy, nếu so sánh cùng một thể tích, nước đá nhẹ hơn nước lỏng. Phần nhẹ hơn sẽ nổi lên trên.
Với hầu hết các chất, thể rắn nặng hơn thể lỏng nên chìm xuống. Việc nước vẫn nổi dù đã ở thể rắn là một tính chất hiếm gặp. Suy nghĩ rằng “nước đá vốn được làm từ một chất khác nhẹ hơn” là một hiểu lầm. Đá trong tủ lạnh cũng là cùng một chất với nước trong cốc ấy. Màu trắng thường thấy ở nước đá nhiều khi là do những bọt khí nhỏ bên trong. Đá nổi không phải vì màu trắng đó.
Đá tan cũng thường không làm nước tràn
Bạn có thể quan sát ngay tại nhà. Khi cho nước đá vào cốc có nước, nước chỉ bị đẩy lên tương ứng với phần đá chìm trong nước. Viên đá không chìm hoàn toàn. Một phần phía trên vẫn nằm ngoài không khí.
Ngay cả khi viên đá ấy tan, nước trong cốc thường cũng không tràn ra. Đó là vì khi phần nhô lên khỏi mặt nước tan ra, nó lại lấp đầy chỗ mà chính viên đá đã đẩy nước lên. Nếu đã rót nước gần tràn cốc rồi còn cho thêm đá, nước có thể tràn ngay lúc thả đá vào. Trong những đồ uống có thêm đá như whisky on the rocks, đá cũng nổi theo cùng nguyên lý. Trong nước muối, khối lượng riêng của chất lỏng khác đi nên độ cao mà đá nổi lên có thể hơi khác.
Ao đóng băng từ trên mặt xuống
Băng trên ao vào mùa đông cũng là hiện tượng tương tự. Nước ngọt nặng nhất ở khoảng 4°C. Khi lạnh hơn nữa, nước lại nhẹ đi và ở lại trên mặt, rồi lớp nước ấy đóng băng trước. Vì vậy, băng không chìm xuống đáy mà vẫn ở trên mặt nước. Phía dưới tương đối ít lạnh hơn nên các sinh vật dễ sống qua mùa đông hơn. Với nước biển, quy luật này hơi khác do có muối.
Nước đá cho vào để làm mát đồ uống cũng vậy. Trong lúc nổi, bề mặt lạnh của đá tiếp xúc với đồ uống. Khi tan hết, chỗ ấy lại trở thành nước, và vị ngọt có thể nhạt đi một chút.
Bài đọc liên quan
Nước đá nổi vì khi nước đông lại, thể tích tăng lên, khiến nó nhẹ hơn nước lỏng dù có cùng một thể tích. Do tính chất bất thường về khối lượng riêng ở 4°C, ao cũng đóng băng từ trên mặt xuống.
Ghi chú và tài liệu tham khảo · USGS Water Density · NOAA JetStream sea water. Nước ngọt có khối lượng riêng lớn nhất ở khoảng 4°C, và khi đông lại, nó nở ra khoảng 9%, trở nên nhẹ hơn nước lỏng. USGS và NOAA giải thích tính chất bất thường về khối lượng riêng này (density anomaly) cùng lý do nước đá nổi. Khác với hầu hết các chất, nước ở thể rắn nhẹ hơn ở thể lỏng.
Câu đố nhanh