Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Chúng ta thường biết có 3 trạng thái của vật chất gồm rắn, lỏng và khí, các nguyên tử trong chất rắn dày đặc hơn chất lỏng và các nguyên tử trong chất lỏng lại dày đặc hơn chất khí. Đó cũng là lí do thể rắn của một chất sẽ chìm xuống khi đặt trên thể lỏng của chất đó.Mỗi lần uống nước đá, chắc hẳn ai đều thấy hiện tượng khá quen thuộc là những viên đá thường sẽ nổi lên trên mặt nước. Điều này hơi khó hiểu vì cục đá nặng như vậy sao lại không thể chìm xuống được?Trong vật lý chúng ta đều biết rằng các chất nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi. Nếu cứ theo nguyên lý này để giải thích thì ở cùng một khối lượng, nước đá ở 0oC sẽ có thể tích nhỏ hơn nước ở nhiệt độ thường. Và theo công thức tính khối lượng riêng D = m/V mà xét, nước đá sẽ có khối lượng riêng lớn hơn nước lỏng bình thường.

Bạn đang xem: Vì sao nước đá nhẹ hơn nước thường

Vì thế, theo logic đá phải chìm xuống nước chứ không thể nổi được? Lý do ở đây là gì? Nó có liên quan đến lực đẩy acsimet không?​

Vì sao nước đá lại nổi trên mặt nước?

Bạn nghĩ rằng khi nước lỏng bắt đầu đóng băng, các phân tử sẽ liên kết lại với nhau ngày càng chặt chẽ, nhưng đó không phải những gì thực sự xảy ra. Nước có một loại tương tác đặc biệt giữa các phân tử của chúng với nhau mà hầu hết các loại chất khác đều không có, nó được gọi là liên kết hydro.​Nước được tạo thành bởi 1 nguyên tử Oxi liên kết với 2 nguyên tử Hydro bằng liên kết cộng hóa trị và liên kết này bị kéo lệch về phía nguyên tử O khiến cho nước bị phân cực. Vì thế các phân tử nước có thể hình thành được các liên kết H.​Các thí nghiệm cho thấy rằng khi nhiệt độ >4oC, các phân tử nước chuyển động mạnh, vì thế các liên kết H bị bẻ gãy khi các phân tử nước va chạm vào nhau do chuyển động nhiệt và lực hút tĩnh điện. Điều này có nghĩa là các liên kết Hydro không đủ mạnh để giữ các phân tử nước lại với nhau.

Nhưng khi nhiệt độ hạ xuống oC, các phân tử nước di chuyển chậm lại đủ để các liên kết Hydro kết nối với nhau, vì vậy cấu trúc phân tử nước thay đổi tạo thành mạng lưới.​Cấu trúc mạng lưới có trật tự này ít dày đặc hơn cấu trúc không trật tự của nước dạng lỏng. Vì lí do này mà thể tích của đá tăng lên khi chuyển từ lỏng sang rắn, dẫn tới khối lượng riêng của nước đá nhỏ hơn khối lượng riêng của nước lỏng. Và bạn biết rằng nếu một vật thể kém đậm đặc hơn so với chất lỏng chứa nó, nó sẽ nổi lên trên.​

Vậy thì sao nếu tính chất của nước giống như hầu hết các chất khác?​


Xem thêm: Otp Là Gì Trong Kpop Phải Biết, Otp, Ot Là Gì Trong Kpop

Một thế giới mà không có băng nổi, đáy đại dương sẽ bị đóng băng vĩnh cửu. Các loài sinh vật dưới tầng đáy như tôm hùm, cua, rong biển,... sẽ biến mất. Bạn hãy quên giải Oscar của James Cameron đi bởi vì Titanic sẽ không thể bị chìm. Và cuối cùng, hãy nói lời tạm biệt với chỏm băng vùng cực Bắc của chúng ta!
Hồ muối vùng núi Andes phản ánh lịch sử khí hậu và lịch sử Trái đất 9 bí mật của các nhà làm phim mà khán giả đã không hề hay biết Nghiên cứu này sẽ khiến chúng ta ghen tị với những người sinh ra vào tháng 6 10 tấm hộ chiếu có thể mua được bằng tiền với giá rẻ nhất Giải mã bí ẩn về cây cầu vọng tiếng trẻ con khóc giữa đêm

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

8 sự thật thú vị về phụ nữ cổ đại mà chính phái đẹp còn thấy kinh ngạc Có thực sự chúng ta "chết vì già"? 17 cách giúp nhà của bạn mát mẻ hơn trong những ngày nắng nóng Top 10 điều bình thường ở Mỹ nhưng lạ với khách nước ngoài Thành phố Mexico đang "chìm xuống" ở mức không thể ngăn cản Các kim loại quý hiếm nhất hành tinh Napoléon chết vì nỗi ám ảnh với nước hoa, dùng 50 chai mỗi tháng?

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Công nghệ mới

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Phần mềm hữu ích

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Khoa học máy tính

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Phát minh khoa học

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

AI - Trí tuệ nhân tạo

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Khám phá khoa học

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Sinh vật học

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Khảo cổ học

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Đại dương học

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Thế giới động vật

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Danh nhân thế giới

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Khoa học vũ trụ

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

1001 bí ẩn

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Ngày tận thế

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Chinh phục sao Hỏa

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Kỳ quan thế giới

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Người ngoài hành tinh - UFO

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Trắc nghiệm Khoa học

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Lịch sử Khoa học quân sự Tại sao Bệnh và thông tin bệnh

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Y học - Sức khỏe

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Môi trường

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Bệnh Ung thư Virus Corona COVID-19 - Virut Vũ Hán

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Ứng dụng khoa học

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Khoa học & Bạn đọc

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Công trình khoa học

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Câu chuyện khoa học

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Sự kiện Khoa học

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Thư viện ảnh

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Góc hài hước

Tại sao nước đá nổi trong nước thường

Video

Khi thả những viên đá lạnh vào trong một cốc nước thì thấy chúng nổi lên trên miệng cốc. Vì sao vậy? Xin cảm ơn.

Tại sao đá lạnh lại nổi trên mặt nước?

Trả lời của bạn Baoloc H: Nước được tạo thành bởi 1 nguyên tử oxy liên kết với 2 nguyên tử hiđro bằng liên kết cộng hóa trị và liên kết này bị kéo lệch về phía nguyên tử oxy khiến cho nước bị phân cực [mang điện dương ở khu vực gần nguyên tử hiđro và mang điện âm ở khu vực gần nguyên tử oxy].Chú ý liên kết này tạo thành một góc 104 độ 5 phút. Chính vì vậy nước có khả năng liên kết với nhau bằng lực hút tĩnh điện [liên kết hiđro] giữa O của phân tử này với H của phân tử kia. Nếu 2 nguyên tử này liên kết nằm trên 1 đường thẳng thì lực liên kết là mạnh nhất, còn nếu ko thẳng hàng thì liên kết vẫn tồn tại nhưng với lực yếu hơn.
Trong nước đá, các liên kết đều ở trạng thái bền nhất, tức lực liên kết phải là mạnh nhất, chính vì vậy các phân tử nước trong nước đá phải liên kết với nhau theo một cấu trúc mạng nhất định, khác với nước lỏng: các phân tử nước liên kết với nhau một cách tự do. Do đó, ở thể lỏng, số phân tử nước trong một đơn vị thể tích là nhiều hơn so với ở thể rắn. Điều này khiến cho nước đá có khối lượng riêng nhỏ hơn khối lượng riêng của nước lỏng. Vậy là nước đá sẽ nổi trên nước lỏng.

Chúng ta thường biết có 3 trạng thái của vật chất gồm rắn, lỏng và khí, các hạt nhân trong chất rắn dầy đặc hơn chất lỏng và các hạt nhân trong chất lỏng lại dầy đặc hơn chất khí. Đó cũng là lời giải thích về thể rắn của một chất sẽ tụt xuống khi leo trên thể lỏng của chất đó.

Mỗi lần uống nước đá, có lẽ đúng ai đều thấy hiện tượng khá quen thuộc là những tảng đá thường sẽ nổi lên trên mặt nước. Điều này hơi khó hiểu vì cục đá nặng như vậy ghi lại không thể tụt xuống được rượu?

Trong vật lý chúng ta đều biết rằng các chất nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi. Nếu cứ theo nguyên lý này để biện minh thì ở như nhau khối lượng, nước đá ở 0oC sẽ có thể tích thứ yếu nước ở thân nhiệt thường. Và theo công thức tính mật độ D = m/V mà xét, nước đá sẽ có mật độ lớn hơn nước lỏng bình thường.

Vì thế, theo logic đá phải tụt xuống nước chứ không thể nổi được? Lý do ở đây là gì? Nó liên quan đến sức đẩy acsimet không?

Vì sao nước đá lại nổi trên mặt nước?

Bạn nghĩ rằng khi nước lỏng bắt đầu đóng băng, các phân tử sẽ liên kết lại với nhau ngày càng chặt chẽ, nhưng đó bất công những gì thực sự xảy ra. Nước có một loại tương tác đặc biệt giữa các phân tử của chúng với nhau mà phần đông các loại chất khác đều không có, nó được gọi là liên kết hydro.​

Nước được tạo thành bởi 1 hạt nhân Oxi liên kết với 2 hạt nhân Hydro bằng liên kết cộng hóa trị và liên kết này bị kéo lệch về phía hạt nhân O khiến cho nước bị phân cực. Vì thế các phân tử nước có thể hình thành được các liên kết H.​

Các thí nghiệm cho thấy rằng khi thân nhiệt >4oC, các phân tử nước di chuyển mạnh, vì thế các liên kết H bị bẻ gãy khi các phân tử nước va chạm vào nhau do di chuyển nhiệt và lực hút tĩnh điện. Điều này có nghĩa là các liên kết Hydro không đủ mạnh để giữ các phân tử nước lại với nhau.

Nhưng khi thân nhiệt hạ xuống <4oC, các phân tử nước đi chậm lại đủ để các liên kết Hydro kết đan xen, vì vậy kết cấu phân tử nước thay đổi tạo thành tổ chức.

Cấu trúc tổ chức có thứ tự này ít dầy đặc hơn kết cấu không thứ tự của nước dạng lỏng. Vì lí do này mà thể tích của đá đi lên khi chuyển từ lỏng sang rắn, đi tới mật độ của nước đá thứ yếu mật độ của nước lỏng. Và bạn biết rằng nếu một đồ vật kém đậm đặc hơn so với chất lỏng chứa nó, nó sẽ nổi lên trên.

Vậy thì sao nếu tính chất của nước giống như phần đông các chất khác?​

Một thế giới mà không có băng nổi, đáy đại dương sẽ bị đóng băng vĩnh cửu. Các loài cơ thể sống dưới tầng đáy như tôm rồng, cua, rong biển,… sẽ biến mất. Bạn hãy quên giải Oscar của James Cameron đi bởi vì Titanic sẽ không thể bị chìm. Và cuối cùng, hãy nói lời tạm biệt với chỏm băng vùng cực Bắc của chúng ta!

Cập nhật: 02/10/2020 Theo Tinh Tế/đkn

Khi chúng ta thả những cục đá vào trong một cốc nước, chúng thường nổi lên trên mặt nước chứ không chìm xuống dưới đáy cốc. Vì sao lại như vậy?

Mỗi lần uống nước đá, chắc hẳn ai đều thấy hiện tượng khá quen thuộc là những viên đá thường sẽ nổi lên trên mặt nước. Điều này hơi khó hiểu vì cục đá nặng như vậy sao lại không thể chìm xuống được?.

Đá luôn nổi lên khi thả vào nước. [Ảnh: SlideShare]

Trong vật lý chúng ta đều biết rằng các chất nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi. Nếu cứ theo nguyên lý này để giải thích thì ở cùng một khối lượng,nước đá ở 0oC sẽ có thể tích nhỏ hơn nước ở nhiệt độ thường. Và theo công thức tính khối lượng riêng D = m/V mà xét,nước đá sẽ có khối lượng riêng lớn hơn nước lỏng bình thường.

Vì thế, theo logic đá phải chìm xuống nước chứ không thể nổi được? Lý do ở đây là gì? Nó có liên quan đến lực đẩy Ác-si-mét không?

Trong thực tiễn, đá nổi trên mặt nước chứng tỏ rằng ở cùng một khối lượng tương đương, thể tích của đá phải lớn hơn thể tích nước thường để khối riêng của đá nhỏ hơn khối lưởng iêng của nước lỏng.

Nước được tạo thành bởi 1 nguyên tử O liên kết với 2 nguyên tử Hbằng liên kết cộng hóa trị và liên kết này bị kéo lệch về phía nguyên tử O khiến cho nước bị phân cực. Vì thế các phân tử nước có thể hình thành được các liên kết H. Theo khảo sát qua các thí nghiệm, người ta nhận thấy rằng khi nhiệt độ >4oC,các phân tử nước chuyển động mạnh, vì thế các liên kết H bị bẻ gãy khi các phân tử nước va chạm vào nhau do chuyển động nhiệt và lực hút tĩnh điện [ảnh a theo hình dưới đây].

Mô tả cấu trúc 1 phân tử nước. [Ảnh: San Diego Omnium]

Khi nước lỏng bị làm lạnh, đông đá và tạo thànhtinh thể lục giác mở [tinh thể của tuyết],các phân tử nước phải rời xa nhau. Vì lí do này mà thể tích của đá tăng lên khi chuyển từ lỏng sang rắn, dẫn tới khối lượng riêng của nước đá nhỏ hơn khối lượng riêng của nước lỏng. Do đó mà đá nổi lên trên nước lỏng!

Cấu trúc lục giác mở trong tinh thể đá. [Ảnh: ResearchGate]

Nếu khó hiểu quá, có thể theo cách giải thích sau để dễ hiểu hơn:

“Trong nước đá, các liên kết ở trạng thái bền nhất, tức lực liên kết là mạnh nhất, vì thế các phân tử nước trong nước đá phải liên kết với nhau theo một cấu trúc mạng nhất định, khác với nước lỏng các phân tử nước liên kết tự do. Do đó, ở thể lỏng, số phân tử nước trong một đơn vị thể tích là nhiều hơn so với ở thể rắn. Điều này khiến cho nước đá có khối lượng riêng nhỏ hơn khối lượng riêng của nước lỏng. Vậy nên nước đá sẽ nổi trên nước lỏng.”

Điều này là cơ sở cho việc giải thích tại sao băng giá lại có thể nổi trên mặt hồ nước ở những vùng có khí hậu lạnh. Băng giá nổi trên mặt nước,lớp nước ấm hơn sẽ ở phía dưới lớp băng này, vì vậy các loài động vật như cá hay thực vật thủy sinh có thể sống qua mùa đông khắc nghiệt.

Câu cá trêm nặt hồ đóng băng. [Ảnh: Pogoda WP]

Ngoài ra, khi nước lỏng chuyển sang dạng đá, thể thích tăng lên, thế nên ta không được đổ đầy nước vào bình hay chai thủy tinh rồi cho vào tủ lạnh. Bởikhi hình thành nước đá thể tích nước đá giãn nở làm vỡ chai hay bình đựng, rất nguy hiểm!

Video:

Video liên quan