Tại sao băng lại đóng trên bề mặt nước?

Những lớp băng trên sông hồ hay trên chum nước vào mùa đông đều đóng trên bề mặt nước, chưa bao giờ xảy ra trường hợp lớp băng đóng dưới đáy...

Những lớp băng trên sông hồ hay trên chum nước vào mùa đông đều đóng trên bề mặt nước, chưa bao giờ xảy ra trường hợp lớp băng đóng dưới đáy nước. Nếu đặt một tảng băng trong nước, nó sẽ luôn nổi trên bề mặt nước. Điều này chứng tỏ băng nhẹ hơn nước.

Lớp băng được đông kết thành từ nước, vậy tại sao băng có thể nhẹ hơn nước?
Nước có một đặc tính khá đặc biệt. Khi ở nhiệt độ trên 4 độ C vẫn có đặc tính giống mọi vật khác là nóng nở lạnh co; nhưng khi nước ở dưới 4 độ C thì đặc tính của nước sẽ ngược lại, tức là lạnh nở nóng co. Cùng một lượng nước đó, sau khi kết thành băng thể tích của nó sẽ giãn nở, theo Định luật II Niutơn: khối lượng tỉ lệ nghịch với thể tích, và vì vậy tảng băng trở nên nhẹ đi. Vì thế băng luôn ngưng kết trên mặt nước mà không đông kết dưới đáy nước. Chỉ khi nào thời tiết thực sự băng giá và nhiệt độ xuống đến mức thấp nhất, nước trên sông, ao hồ mới đóng băng từ trên xuống dưới.