Il ghiaccio galleggia sull’acqua: andiamo a scoprire i motivi scientifici del fenomeno fisico alquanto particolare, ma di fondamentale importanza in natura
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Il ghiaccio galleggia nell’acqua e questo è un fatto incontrovertibile. Ma vi siete mai chiesti quale sia il motivo scientifico? Normalmente infatti una sostanza è più densa allo stato solido che allo stato liquido. Per questa legge della fisica il ghiaccio quindi dovrebbe affondare. Per poter capire il perché questo non avvenga è necessario spiegare l‘equilibrio delle forze in gioco.
L’acqua ha quindi un comportamento anomalo quando passa dallo stato liquido allo stato solido. In pratica l’acqua quando solidifica è meno densa del suo stato liquido e quindi il ghiaccio galleggia. Il fenomeno naturale a tutti noto è esclusivo dell’acqua e dovuto alle sue proprietà che la distinguono e rendono unica.
Il ghiaccio galleggia: la spiegazione scientifica
Il passaggio dell’acqua dallo stato liquido allo stato solido è chiamato congelamento. A determinarlo sono le condizioni ambientali e più in generale le variazioni di temperatura. Il congelamento normalmente avviene attorno ai 0° C. E il processo coinvolge la disposizione delle molecole che formano un reticolo cristallino e ne determinano la densità.
Le molecole dell’acqua sono costrette a disporsi nello spazio in modo particolarmente distante fra loro a causa della formazione di legami a idrogeno intermolecolari. La struttura tridimensionale che ne deriva è caratterizzata da numerosi spazi tra le molecole. Di conseguenza il volume dell’acqua aumenta quando diventa ghiaccio. Quindi il ghiaccio galleggia a causa della differente densità dell’acqua tra lo stato solido e quello liquido.
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Il galleggiamento del ghiaccio sull’acqua è spiegato dal principio di Archimede secondo il quale un corpo immerso in un fluido affonda se ha una densità maggiore, rimane in equilibrio se ha la stessa densità e galleggia se ha una densità minore rispetto a quella del liquido nel quale viene immerso.
Il fenomeno è atipico ma fondamentale per la continuazione della vita negli ambienti acquatici. Lo strato di ghiaccio che si forma sulle superfici di laghi, stagni e nei mari del nord, non affondando, galleggia isolando termicamente l’acqua che si trova al di sotto e tutti gli organismi acquatici che ci vivono.
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Questo crea dunque uno strato protettivo dell’ambiente acquatico e del suo ecosistema. Il ghiaccio rimanendo in superficie impedisce il progressivo congelamento dell’acqua sottostante. Un aiuto per la vita acquatica che altrimenti non potrebbe sopravvivere a testimoniare che in natura nulla avviene per caso.