Chúng ta được học trong chương trình phổ thông đó là nước nóng sẽ nở ra và nổi lên trên còn nước lạnh sẽ chìm xuống dưới, tạo thành hiện tượng đối lưu của nước và hình thành hiện tượng sôi khi nước đạt 100 độ C. Vậy thì tại sao khi ở 0 độ C, nước lại đóng băng ở trên mặt thay vì đóng băng ở dưới?
Câu trả lời là do tính chất vật lý đặc biệt của nước. Nước là một vật chất rất đặc biệt, ở áp suất khí quyển thì nó nở ra khi gặp nóng và co lại khi gặp lạnh.
Khối lượng riêng của nước là 997kg/m3 ở nhiệt độ 25 độ C và “nặng nhất” là 1000kg/m3 ở 4 độ C.
Để dễ hình dung, anh em có thể bỏ 1 chai nước suối đang ở nhiệt độ phòng vào tủ lạnh rồi quan sát. Khi giảm nhiệt độ xuống còn dưới 10 độ C, chai nước có xu hướng bị móp do nước trong chai co lại vì gặp lạnh.
Câu trả lời là do tính chất vật lý đặc biệt của nước. Nước là một vật chất rất đặc biệt, ở áp suất khí quyển thì nó nở ra khi gặp nóng và co lại khi gặp lạnh.
Khối lượng riêng của nước là 997kg/m3 ở nhiệt độ 25 độ C và “nặng nhất” là 1000kg/m3 ở 4 độ C.
Để dễ hình dung, anh em có thể bỏ 1 chai nước suối đang ở nhiệt độ phòng vào tủ lạnh rồi quan sát. Khi giảm nhiệt độ xuống còn dưới 10 độ C, chai nước có xu hướng bị móp do nước trong chai co lại vì gặp lạnh.
Tuy nhiên, ở 4 độ C thì nước có mật độ "đặc" cao nhất, lạnh hơn 4 độ C thì nước bắt đầu nở ra tương tự khi gặp nóng. Lúc này chai nước sẽ phồng ra và thể làm bung nắp nếu bị nén quá chặt.
Chính vì vậy khi nhiệt độ xuống dưới 4 độ C, nước bắt đầu nở ra, làm cho nước lạnh nổi lên và nước nóng chìm xuống dưới, cho đến khi nước ở bề mặt bị đông đá nếu nhiệt độ đạt 0 độ C. Điều này giải thích cho lý do vì sao nước đá lại nổi lên trên, đơn giản là vì nước đá nhẹ hơn nước lỏng.
Về cấu tạo hóa học, phân tử nước H20 cấu thành bởi 2 nguyên tử Hydro liên kết với 1 nguyên tử Oxy. 2 nguyên tử hydro (của phân tử H20 này) liên kết yếu với nguyên tử oxy (của phân tử nước kia).
Nhiệt độ lạnh làm cho nước bị giãn nở, tức là mật độ phân tử của nước đá sẽ "loãng" hơn của nước bình thường, tạo thành cấu trúc hình lục giác, liên kết này của nước đá bền vững hơn nước ở nhiệt độ thường, chính vì vậy mà nước đá sẽ cứng hơn nước thường.
Ngược lại, độ mật phân tử ít hơn sẽ làm cho nước đá nhẹ hơn và nước ở nhiệt độ thường và nổi lên trên -> sông, hồ, biển chỉ đóng băng trên mặt. Lớp băng trên mặt hồ sẽ là vách ngăn không khí “làm lạnh” phần nước dưới mặt hồ, vì vậy nước dưới hồ vẫn là dạng lỏng.
Quảng cáo
Theo Wtamu
