Что более тяжелое?

Учёные взвесили на точных весах образцы одинаковых объёмов H2O в жидком и твёрдом состояниях. Оказалось, что 250 мл пресной воды весит 249,6 г, а замёрзшей – 229 г, поэтому лед легче воды.


Ответ подтверждается простым опытом. Достаточно поместить в стакан с водой кусочек льда. Последний не погрузится в жидкость, а будет плавать на поверхности.

Наблюдения в природе показывают, что зимой замёрзшая поверхность водоёмов держится сверху, а не опускается на дно.

Почему лед не тонет в воде, подскажет видео:

Почему ледышка легче, чем H2O?

Масса вещества напрямую зависит от его плотности. Чем больше значение этого параметра, тем тяжелее образец. Оказывается, при понижении температуры вода изменяет свой объём и плотность по-разному.

Охлаждаясь до значения 3,86 °С, она сжимается, достигая максимального значения 1000 кг/м3. Но при приближении точки замерзания эта жидкость начинает расширяться. Объём увеличивается до 9%.

Таблица плотности H2O:

Температура, °С Плотность, кг/м3
20 998,2
10 999,7
3,86 1000
0,1 999,8
-5 917,5
-10 918,9

Примечание: данные приведены для нормального атмосферного давления.

Замерзание воды в закрытых резервуарах приводит к их разрушению из-за изменения объёма. Именно поэтому нельзя оставлять на зиму снаружи здания неутеплённые трубопроводы заполненными.

Отличия по другим параметрам

Кроме плотности лёд от воды отличается по следующим параметрам:

  1. foto49052-2Агрегатным состоянием. Вода – это жидкость, которая не сохраняет свою форму, а заполняет объём сосуда или растекается по поверхности.

    Её замёрзший кусок – это тоже H2O, но в твёрдом состоянии. Он не изменяет свою форму, если температура не поднимается выше нуля.

  2. Расположением молекул. Молекулы воды двигаются хаотично, хотя сохраняют связи между собой. Благодаря этому жидкость обладает текучестью. При замерзании вещество приобретает кристаллическую структуру в форме тетраэдра. Все молекулы прочно связаны, находятся на равных расстояниях на вершинах этой фигуры.
  3. Удельной теплоёмкостью. Удельная теплоёмкость воды – 1 ккал/ (кг °С). Но чтобы нагреть 1 кг её в твёрдом состоянии, на 1 градус потребуется затратить всего 0,49 ккал.

Сравнение сухого льда по тяжести с водой

Сухим льдом принято называть двуокись углерода CO2 в твёрдой форме. Это вещество без запаха белого цвета. В обычных условиях оно испаряется, превращаясь в углекислый газ.

Определить, какое вещество тяжелее при одинаковых объёмах можно по плотности. Максимальное её значение для H2O – 1000 кг/м3. Для CO2 в сжатой форме этот параметр равен 1500 кг/м3, значит он тяжелее.

Заключение

Одинаковые объёмы воды в жидком и твёрдом состояниях имеют разный вес. Из-за более низкой плотности H2O в замёрзшем виде легче. Именно поэтому реки и озёра в холодное время имеют застывшее покрытие только сверху.

Вода легко перетекает, занимая всё свободное пространство, а при отрицательной температуре становится неподвижной, сохраняет свою форму.