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.
Bạn đang xem: Tại sao nước đá lại nhẹ hơn nước thường
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?.
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 H 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. 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].
Khi nước lỏng bị làm lạnh, đông đá và tạo thành tinh thể lục giác mở [tinh thể của tuyết], các phân tử nước phải rời xa nhau.
Xem thêm: Đau Ở Vùng Nách - Bị Đau Dưới Nách Là Dấu Hiệu Của Bệnh Gì
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!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. Bởi khi hình thành nước đá thể tích nước đá giãn nở làm vỡ chai hay bình đựng, rất nguy hiểm!
NộI Dung:
Các sự khác biệt chính giữa nước và đá là nước không có sự sắp xếp đều đặn của các phân tử trong khi nước đá có cấu trúc tinh thể nhất định.
Từ những giai đoạn đầu tiên của quá trình tiến hóa của trái đất, nước đã là một phần chính của trái đất. Ngày nay, nước bao phủ hơn 70% bề mặt trái đất. Từ đó, một phần lớn nước nằm trong các đại dương và biển; là khoảng 97%. Sông, hồ và ao có 0,6% là nước, và khoảng 2% là ở các chỏm băng và sông băng ở cực. Một lượng nước có trong lòng đất và một lượng nhỏ ở dạng khí như hơi và trong mây. Trong số này, chỉ có dưới 1% lượng nước còn lại cho con người sử dụng trực tiếp. Nguồn nước tinh khiết này cũng đang bị ô nhiễm từng ngày, cần có kế hoạch bảo tồn nguồn nước hợp lý.
1. Tổng quan và sự khác biệt chính 2. Nước là gì 3. Ice là gì 4. So sánh song song - Nước và Nước đá ở dạng bảng
5. Tóm tắt
Nước là gì?
Nước là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học H2O. Nước là thứ mà chúng ta không thể sống thiếu. Hai hydro liên kết cộng hóa trị với một nguyên tử oxy để tạo thành phân tử nước. Hơn nữa, phân tử có hình dạng uốn cong để giảm thiểu lực đẩy liên kết cặp đơn lẻ của điện tử và góc H-O-H là 104o. Nước là một chất lỏng trong suốt, không màu, không vị, không mùi. Hơn nữa, nó có thể ở nhiều dạng khác nhau như sương mù, sương, tuyết, băng, hơi, v.v. Nó chuyển sang pha khí khi nóng trên 100 oC ở áp suất khí quyển bình thường.
Nước thực sự là một phân tử kỳ diệu. Nó là hợp chất vô cơ phong phú nhất trong vật chất sống. Hơn 75% cơ thể chúng ta bao gồm nước. Ở đó, nó là một thành phần của tế bào, hoạt động như một dung môi và chất phản ứng. Tuy nhiên, nó là chất lỏng ở nhiệt độ phòng, mặc dù nó có trọng lượng phân tử thấp là 18 gmol-1.
Khả năng hình thành liên kết hydro của nước là một đặc tính riêng mà nó có. Ở đó, một phân tử nước có thể tạo thành bốn liên kết hydro. Oxy có độ âm điện mạnh hơn hydro, làm cho các liên kết O-H trong phân tử nước phân cực. Do tính phân cực và khả năng hình thành liên kết hydro, nước là một dung môi mạnh. Hơn nữa, chúng tôi gọi nó là dung môi phổ biến do khả năng hòa tan một số lượng lớn vật liệu. Hơn nữa, nước có sức căng bề mặt cao, chất kết dính cao, lực kết dính. Nó có thể chịu được sự thay đổi nhiệt độ mà không cần chuyển sang thể khí hoặc thể rắn. Chúng tôi gọi đây là loại có nhiệt dung cao, do đó rất quan trọng đối với sự tồn tại của các sinh vật sống.
Ice là gì?
Nước đá là dạng rắn của nước. Khi chúng ta gọi nước dưới 0oC nó bắt đầu đóng băng tạo thành băng. Nước đá có màu trong suốt hoặc hơi đục. Tuy nhiên, đôi khi nó có màu sắc tùy thuộc vào tạp chất mà nó chứa. Hơn nữa, hợp chất này có cấu trúc tinh thể đều đặn có trật tự.
Các liên kết hydro rất quan trọng để tạo nên cấu trúc rắn có trật tự này trong băng. Các liên kết hydro giữ H2O các phân tử với một khoảng cách nhất định với nhau, tạo thành cấu trúc tinh thể. Trong quá trình này, khối lượng của cùng một khối lượng H2O nở ra [có nghĩa là khối lượng của nước tương đối lớn khi đóng băng để tạo thành băng]. Vì thể tích của nước nở ra khi nó đóng băng nên khối lượng riêng của nước đá thấp hơn nước. Do đó, nó có thể nổi trên mặt nước. Điều này ngăn không cho nước ở đáy các thủy vực không bị đóng băng vào thời kỳ mùa đông, do đó bảo vệ đời sống thủy sinh.
Sự khác biệt giữa nước và băng là gì?
Nước đá là dạng rắn của nước và nó có cấu trúc tinh thể nhất định, nhưng nước không có sự sắp xếp đều đặn như vậy của các phân tử. Vì vậy, đây là sự khác biệt chính giữa nước và đá. Ở đây, sự khác biệt này phát sinh do sự hiện diện của các liên kết hydro giữa các phân tử nước. Trong quá trình đóng băng, các liên kết hydro giữ H2Các phân tử O ở một khoảng cách nhất định với nhau, tạo ra cấu trúc tinh thể nước đá. Ngoài ra, quá trình này làm tăng âm lượng. Do đó, như một sự khác biệt quan trọng khác giữa nước và băng, chúng ta có thể nói rằng nước đá có tỷ trọng thấp so với nước. Do đó nó có thể nổi trên mặt nước.
Ngoài ra, chúng ta có thể xác định sự khác biệt giữa nước và băng dựa trên khối lượng và mật độ của chúng. Đó là; đối với cùng một khối lượng, thể tích của nước tương đối nhỏ hơn nước đá. Bởi vì, khối lượng riêng của nước cao hơn khối lượng riêng của nước đá. Infographic dưới đây về sự khác biệt giữa nước và băng cho thấy nhiều sự khác biệt hơn giữa cả hai.
Tóm tắt - Nước vs băng
Nước đá là dạng rắn của nước. Tuy nhiên, do sự hiện diện của liên kết hydro giữa các phân tử nước, nước đá hình thành với sự sắp xếp đều đặn của H2O phân tử khi chúng ta làm lạnh dưới 0oC. Do đó, điểm khác biệt chính giữa nước và nước đá là nước không có sự sắp xếp đều đặn của các phân tử trong khi nước đá có cấu trúc tinh thể nhất định.
|
CÔNG TY CP XNK FUSHIMA Đ/c:- CN Hồ Chí Minh: 106 Trần Thị Hè - Tân Chánh Hiệp - Quận 12 - Tp.HCM - Liên Hệ: 02862760596 - Mrs: Ly: 0938928730 - CN Hà Nội: Số 64 Châu Văn Liêm - Tổ 3 - Phường Phú Đô - Quận Nam Từ Liêm - Hà Nội - Liên Hệ: 024.66.53.2468 - 024.629.11.777 - Hotline: 0968449936 - CN Nghệ An: 204 Đặng Thai Mai, Tp. Vinh, Tỉnh Nghệ An - Liên Hệ: 0968449936 MST: 0108428312 T/Khoản: 03501011213555 - Công ty cổ phần Xuất nhập khẩu Fushima - Ngân hàng Maritimebank - Chi nhánh Bắc Linh Đàm Email: [email protected] - Hotline: 0983325784 |