[Có thể bạn chưa biết] Tại sao nước đá là thể rắn nhưng lại nổi?

Chúng ta thường biết có 3 trạng thái của vật chất gồm rắn, lỏng và khí, các nguyên tử trong chất rắn dày đặc hơn chất lỏng và các nguyên tử trong chất lỏng lại dày đặc hơn chất khí. Đó cũng là lí do thể rắn của một chất sẽ chìm xuống khi đặt trên thể lỏng của chất đó. Hiện tượng này xảy ra với hầu hết các chất nhưng với nước thì khác, nước ở dạng rắn hay nói cách khác là băng, bằng một cách nào đó lại nổi lềnh bềnh trên mặt nước, tại sao lại như vậy?

Vì sao nước đá lại nổi trên mặt nước?

Bạn nghĩ rằng khi nước lỏng bắt đầu đóng băng, các phân tử sẽ liên kết lại với nhau ngày càng chặt chẽ, nhưng đó không phải những gì thực sự xảy ra. Nước có một loại tương tác đặc biệt giữa các phân tử của chúng với nhau mà hầu hết các loại chất khác đều không có, nó được gọi là liên kết hydro.

Nước được tạo thành bởi 1 nguyên tử Oxi liên kết với 2 nguyên tử Hydro 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.

Các thí nghiệm cho 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. Điều này có nghĩa là các liên kết Hydro không đủ mạnh để giữ các phân tử nước lại với nhau.

Nhưng khi nhiệt độ hạ xuống <4oC, các phân tử nước di chuyển chậm lại đủ để các liên kết Hydro kết nối với nhau, vì vậy cấu trúc phân tử nước thay đổi tạo thành mạng lưới.

Cấu trúc mạng lưới có trật tự này ít dày đặc hơn cấu trúc không trật tự của nước dạng lỏng. 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. Và bạn biết rằng nếu một vật thể kém đậm đặc hơn so với chất lỏng chứa nó, nó sẽ nổi lên trên.

Vậy thì sao nếu tính chất của nước giống như hầu hết các chất khác?

Một thế giới mà không có băng nổi, đáy đại dương sẽ bị đóng băng vĩnh cửu. Các loài sinh vật dưới tầng đáy như tôm hùm, cua, rong biển,... sẽ biến mất. Bạn hãy quên giải Oscar của James Cameron đi bởi vì Titanic sẽ không thể bị chìm. Và cuối cùng, hãy nói lời tạm biệt với chỏm băng vùng cực Bắc của chúng ta!

Nguồn: Ed's Science / TED-Ed

huybm

TÍCH CỰC

4 năm

Được học đâu đó lớp 9, ở dưới 4độ C nước sẽ nở ra nên khi đông đá nó sẽ nhẹ hơn nước...nổi là vì thế

linkking

@Daoket Lúc đầu thì phình ra chứ để lâu là đá teo đi nhé các bác ơi =)))

Nhựt đây

@tranbinh198074 Tủ lạnh nhà bạn mua trúng hàng fake của trung quốc hay gì mà nước sau khi đông đá lại có thể tích nhỏ hơn ban đầu vậy?

tinhnd

@huybm Nhớ ko nhầm thì đây là kiến thức cơ bản cấp 2. Tỷ trọng của đá thấp hơn nước nên nổi, do hình thành mạng tinh thể khi nước đông đá. Thí nghiệm đơn giản là đổ nước vào chai đánh dấu mực nước, rồi cho vào tủ đá, lúc nó đông đá rồi sẽ thấ đá cao hơn mực đánh dấu. Đơn giản vậy cũng "có thể bạn chưa biết" =))

cuacuonlop

Trứng

@huybm Nói tóm lại là nước đá nổi lên do nước đá nhẹ hơn nước lỏng.

zozolozozove

VIP

tỷ trọng của nước đá nhẹ hơn nước nên nó nổi thôi vậy cũng hỏi nữa. Giống như bỏ dầu vô nước thì dầu nổi lên trên vì tỷ trọng của dầu nhẹ hơn nước, còn thủy ngân thì nặng hơn nước 13,6 lần nên nó sẽ chìm.

Nguyệt Thần

@zozolozozove Bác mới biết phần ngọn thôi còn bài viết này đề cập tới phần gốc mà. Chưa hiểu bác phàn nàn cái gì?

Tẩu Như Phi

ĐẠI BÀNG

@zozolozozove Cái vấn đề đặt ra là vì sao nước đóng băng lại nhẹ hơn nước và nó được giải đáp cụ thể đó thím, chứ nói đơn giản như thím trẻ con nó cũng được học rồi.

@Tẩu Như Phi nhiệt độ hạ thì bất cứ thứ gì cũng giảm tỷ trọng nhé, riêng nước thì là chất đặc biệt tỷ trọng khi đóng băng giảm nhưng thể tích riêng phần thì nở ra, được chưa.

BenGlo

CAO CẤP

@zozolozozove Sai sai
Nếu tất cả chất rắn đều giảm tỉ trọng khi lạnh thì không đúng.
Ví dụ như thép nóng thì nở ra (giảm tỉ trọng) lạnh thì co lại (Tăng tỉ trọng)

Dai_NB

kiến thức cấp 3, do khối lượng riêng

Osmopure

@Huỳnh Gia VP Đúng là như vậy đi từ bản chất mà suy luận thôi cụ nhỉ

@Dai_NB tận cấp 3 tôi ms đc học

@Bạn nam tên H cũng chi tiết như nhau vì ct học đã nói rất chi tiết r, chỉ có khác là hình vẽ đen trắng so vs hình màu sắc nó sih động hơn thôi

finalmagic

@minh3ko Khối lượng chẳng bao giờ giảm, có ra ngoài không gian khối lượng cũng không giảm nhé trừ khi có thằng ăn bớt thôi. Đừng nhầm giữa trọng lượng, khối lượng, khối lượng riêng etc. -> kiến thức phổ thông.

nhatjustin

bài viết hay quá bổ ích

2 cù nèo

@nhatjustin Kiến thức cơ bản. Chả có gì hay. Ai tham gia diễn đàn tinh tế thì kiến thức này quá cơ bản

thienvk

@nhatjustin Ông chủ thớt làm "một bài 1kg bông nặng hơn hay 1kg sắt nặng hơn?" nữa là đẹp

dktran01

ông mod này viết bài dễ quá nhĩ, bỏ công ra đọc teded có sẵn tiếng việt rồi đưa lên đây. Ước gì công việc mình cũng đơn giản như vậy.

vo khanh tan

@dktran01 Ồ thế ah . Mấy thánh tay nhanh hơn não hãy nhìn bài viết và các cmt kìa . Ai chả bik thể tích tăng , khối lượng riêng nhỏ ... nhưng cái đó là học vẹt và bài viết người ta đã phân tích cho ta bik vì sao thể tích băng tăng nhưng khối lượng riêng nhỏ hơn nc .

@vo khanh tan giải thích giúp là bạn đang nói liên quan gì cmt của mình. không hiểu ý chú lắm.

Cái video trên teded có 4-5 phút giải thích tiếng việt rõ ràng thế còn đòi gì nữa.

userkma

@dktran01 Thế người ta đéo muốn xem video trên tét đít mà muốn đọc bài này thì làm sao

@userkma vậy thì bó tay, vậy mới có việc để mấy đứa vn xào nấu nội dung của người khác đấy chứ. Cả cái video mô tả sinh động, có hẳn tv thì không xem, cắt video ra từng cái hình chắc là dễ hiểu hơn. Ông mod này tôi thấy cứ đến hạn deadline thì kiếm cái teded up lên đây vậy.
Nếu là video hàn lâm, khó hiểu, hoặc toàn là tiếng anh, bỏ công ra xào nấu, dịch lại, đăng lên đây chắc còn có ý nghĩa. sao không đăng nguyên cái video mà lại cắt xén ra

SaiO

Oh thế hả

banh.tieu

Có thể bạn chưa biết do hồi xưa bạn nhác học. Dưới 4 độ C thì nước bắt đầu hình thành mạng lưới tinh thể do đó thể tích nó tăng lên -> khối lượng riêng giảm đi.

Các chất răn khác lại chìm???? đồng - sắt chìm => các chất rắn khác chìm, mod lí luận hay qúa

@banh.tieu mạng tinh thể là mạng tinh thể gì nữa chứ ? tùy mạng tinh thể mà nó có tối ưu khối lượng riêng không. Mạng tinh thể lục giác nó chiếm khá nhiều khoảng trống nên làm giảm khối lượng riêng của nước đá

aviator93

@dktran01 Bác này nói chuẩn này. Thử làm đông đặc nước trong điều kiện áp suất cao xem nó có nổi được không. Bài viết khoa học cơ bản mà cũng đăng lên đây chán quá.

dlv.pro.thick.game

Nước từ 4 độ C đến 0 độ C nó bắt đầu nở ra do theo chiều giảm của nhiệt độ ngược lại mọi chất. CaSO4 là chất rắn tan ít trong nước và khi tăng nhiệt độ thì độ tan của nó giảm cũng ngược lại mọi chất tan. Đạm trong phân bón ruộng khi hoà tan trong nước thì thu nhiệt thay vì toả nhiệt như mọi chất. Iốt từ thể rắn có thể bay thành thể khí gọi là thăng hoa là chất duy nhất có thể bay từ rắn thành khí. Ô xi thể lỏng là chất nghịch từ cũng là chất duy nhất.......kiến thức lâu ngày không biết đúng sai và còn thiếu gì không?

nam15092003

Nước dưới 4oC tạo thành băng hay còn gọi là tinh thể băng (ice crystal) tạo thành hình lục giác=> tạo ra khoảng chống=> khối lượng riêng giảm=> nhẹ hơn H2O thường 😃
Ngoài ra, nước khi ở dưới những điều kiện đặc biệt sẽ tạo ra các loại băng khác nhau với các mạng tinh thể khác nhau ngoài hình lục giác(ít nhất 18 loại)

@nam15092003 Cũng tùy vào cả áp suất nữa

bud's

Ngày xưa học bao nhiêu giờ chả nhớ được cái gì. Có bác nào còn nhớ tính đạo hàm, tích phân không?

Duong_Act

@bud's Chỉ còn nhớ ý nghĩa và một số cái đơn giản.

Đinh Quang Cường

@bud's Nhớ hết vì mình đang dạy học lol

Bão Sài Gòn!

Tàu sân bay còn nổi dc thì cớ j cục nước đá nó không nổi dc 😁

Mr. 47

@Bão Sài Gòn Sao k gọi là Hàng không mẫu hạm mà gọi là tàu sân bay? 😃

@Bão Sài Gòn Nó rỗng mà nên tỉ trọng thấp hơn nước :D

@from team b with love Cái tàu này có đường băng cho mb thì gọi là tàu sân bay ...

trantrungtu

Sao có cục C Ứ T thì nổi cục lại chìm vậy ?

lexcuong

Cái này đc học hồi lớp 9 rồi 😁

AHUVISNDE

Ủa vàng có khối lượng riêng gần gấp đôi bạc, 2 cục thể tích như nhau thì vàng chìm nhanh hơn chứ? Hình đầu tiên thấy sai sai?

Phucnguyen11

@AHUVISNDE Rơi tự do (khi lực cản không đáng kể) thì chìm như nhau thôi.

hakuruno

@Phucnguyen11 Chìm trong trạng thái lỏng của chính nó chứ rơi tự do đâu.

thoibinh

Bài hay sao một số bác vào bình luận không lịch sự tí nào! Ai cũng biết khối lượng riêng nhỏ thì nổi, nhưng tại sao khối lượng riêng của nước đá nhỏ thì ít ai biết. Sau khi đọc bài này mình mới biết do liên kết hydro. Cảm ơn tác giả!

Nero P

@thoibinh Tính cmt như bác, toàn kêu tỷ trọng nhỏ hơn, khối lượng riêng giảm, mà ko biết vì sao nó giảm, bài này đang giải thích bản chất vất đề, toàn cmt chửi ông mod

Đại 107

cái này thì e biết neh.kk

Saiki123

Ai từng đi học thì chẳng biết nước đá có khối lượng riêng nhỏ hơn nước nên nổi lên, nhưng vấn đề là tại sao khối lượng riêng của nước đá lại nhỏ hơn nước lỏng. Bài viết trên giải thích 1 cách đơn giản dễ hiểu rồi. Không biết sao nhiều người ở đây nóng tánh lại tỏ vẻ nhỉ?

Eldimio

Thời phổ thông giải thích quá đơn giản là thể tích của nước nở ra dưới 4°C nhưng không nói chi tiết nguyên nhân vì sao. Bài này có giải thích rõ là do lực liên kết hydro và cấu trúc của nước ở từng khoảng nhiệt độ. Chứ ai chả biết nước đá khối lượng riêng nhỏ hơn thì nổi, nhưng vì sao lại có khối lượng riêng nhỏ hơn?

kieuminhtien994

Mấy ông tỏ vẻ hiểu biết gì đấy, nhưng có đọc bài éo đâu, đậm chất member tinh tế vkl

[Có thể bạn chưa biết] Tại sao nước đá là thể rắn nhưng lại nổi?

CHỦ ĐỀ TƯƠNG TỰ

[Có thể bạn chưa biết] Nhịn ăn có phải là cách giảm cân hiệu quả?

[Có thể bạn chưa biết] Tập Yoga quá "chời" lợi ích

[Có thể bạn chưa biết] Điều gì xảy ra với cơ thể bạn khi leo lên đỉnh Everest?

[Có thể bạn chưa biết] Khi nào các lục địa va chạm và hình thành siêu lục địa mới?