Tabla de Contenidos
Buz neden çoğu katı gibi batmak yerine suyun üstünde yüzüyor? Bu sorunun cevabının iki kısmı var: önce bir şeyin neden yüzdüğünü öğreneceğiz ve sonra buzun neden dibe batmak yerine sıvı suyun üstünde yüzdüğünü inceleyeceğiz.
Buz neden yüzer?
Bir madde, karışımdaki diğer bileşenlerden daha az yoğunsa veya birim hacmi başına daha az kütleye sahipse yüzer . Örneğin bir kova suya bir avuç dolusu taş atılırsa, suya göre daha yoğun olan taşlar batar. Kayalardan daha az yoğun olan su yüzer. Temel olarak, kayalar suyu kabın dışına iter veya yerini değiştirir. Bir cismin yüzebilmesi için kendi ağırlığına eşit bir sıvı ağırlığını taşıması gerekir.
Su maksimum yoğunluğuna 4°C (40°F) sıcaklıkta ulaşır. Soğudukça ve dondukça, aslında sudan daha az yoğun olan buza dönüşür. Çoğu madde için yoğunluk katı (donmuş) halde artar, yani genellikle sıvı hallerinden daha yoğundurlar. Su, hidrojen bağları nedeniyle farklıdır.
Bir su molekülü, kovalent bağlarla güçlü bir şekilde birbirine bağlanmış bir oksijen atomu ve iki hidrojen atomundan oluşur. Su molekülleri de hidrojen bağları adı verilen kovalent bağlardan çok daha zayıf kimyasal bağlarla birbirlerini çekerler . Bu çekim, pozitif yüklü hidrojen atomları ile negatif yüklü komşu su moleküllerinin oksijen atomları arasında gerçekleşir. Su 4 °C’nin altına soğudukça, negatif yüklü oksijen atomlarını ayrı tutmak için hidrojen bağları yeniden düzenlenir. Bütün bunlar, yaygın olarak buz olarak bilinen bir kristal ağı üretir.
Buz yüzer çünkü sıvı sudan yaklaşık %9 daha az yoğundur. Başka bir deyişle, buz sudan yaklaşık %9 daha fazla yer kaplar, yani bir litre buz bir litre sudan daha hafiftir. Daha ağır olan su daha hafif olan buzun yerini alır, böylece buz suyun yüzeyinde yüzer. Bunun bir sonucu, yukarıdan aşağıya doğru donan ve gölün yüzeyi donmuş olsa bile balıkların hayatta kalmasına izin veren göllerde ve nehirlerde görülür. Buz çökerse, su yüzeye çıkar ve daha düşük sıcaklıklara maruz kalır, nehirlerin ve göllerin donmasına neden olur.
Ağır su buzu sıvı suya batar
Bununla birlikte, buz halindeki veya katı haldeki tüm su, normal suyun yüzeyinde yüzmez. Ağır suyla yapılan, yani hidrojen izotop döteryum içeren buz, normal suda batar. Hidrojen bağları bu tür sularda hala oluşur, ancak normal su ile ağır su arasındaki kütle farkını telafi etmek için yeterli sayıda değildir. Bu nedenle ağır su buzu da sıvı suda batar.
