Miért van a jéghegy nagy része a víz alatt, holott a jég könnyebb a víznél?

V. RAJALAKSHMI

Chennai

A jég azért úszik a vízben, mert könnyebb (kevésbé sűrű), mint a víz, a közeg, amelyben úszik, de a szilárd jég nagy része víz alatt van. Ez egyszerűen azért van, mert a jég és a víz sűrűsége csak kis mértékben különbözik egymástól. A víz folyékony állapotban normál szobahőmérsékleten 1 gm/cm3 sűrűségű, míg szilárd állapotban, jégként 0,92 gm/cm3 sűrűségű. Vagyis a jég csak mintegy 8%-kal könnyebb, mint a víz. A merülés/úszás mértékének magyarázatához a lebegés törvényére kell hivatkoznunk, amely kimondja, hogy minden folyadékban lebegő szilárd anyag kiszorítja annak a folyadéknak a súlyával megegyező súlyát, amely felett lebeg.

A folyadék fölé helyezett szilárd tárgy süllyedni kezd, és kiszorítja a folyadékot úgy, hogy az általa kiszorított folyadék térfogata megegyezik annak a szilárd anyagnak a térfogatával, amelyben elmerült. A szilárd és a folyadék sűrűségétől függően változik a merülés-süllyedés mértéke. Mivel a kiszorított folyadék felfelé irányuló erőt, ún. felhajtóerőt hoz létre, amely végül meghatározza a merülés mértékét, és amely felelős azért, hogy a szilárd tárgy(ak) a folyadék(ak)ban a felszínen maradjanak.

Amint a szilárd tárgyat folyadékba helyezzük, a szilárd tárgy elsüllyed/elmerül. Ez a süllyedés vagy elmerülés addig tart, amíg a szilárd tárgy súlya el nem éri a kiszorított folyadék súlyát. Azon a ponton, amikor a súlyuk kiegyenlítődik, elkezd lebegni. A jég esetében tehát a sűrűségéből adódóan a süllyedés folyamata a vízbe merülő jéghegy térfogatának 92 %-áig tarthat, míg a fennmaradó 8 % lebeg. Mivel a kiszorított víz 92%-a megegyezik a lebegő szilárd jég súlyával. Így tehát a jéghegynek csak egy kisebb része, 8 %-a (csúcsa!) úszik, míg a többi elmerül a vízben. Érdekes módon, ha ugyanezt a jeget tengervízbe helyezzük, akkor valamivel többet fog úszni, mert a tengervíz sűrűbb, mint a normál/folyami víz.

R.Jagannathan

Luminescence Group

CECRI

Karaikudi-630006 (T.N)