Potser tothom ha observat com es forma una fina escorça de gel a la superfície de l’aigua quan es congela. Trencat, corre a la superfície i és simplement impossible ofegar-lo. I és que l’aigua sòlida és més lleugera que l’aigua líquida.
Llei d’Arquimedes
La sorprenent capacitat del gel per flotar i capar-se a la superfície de l’aigua no es deu a res més que a les propietats físiques bàsiques, que s’estudien durant el batxillerat. Se sap amb certesa que les substàncies quan s’escalfen tendeixen a expandir-se, com, per exemple, el mercuri en un termòmetre; també, quan baixa la temperatura, l’aigua es congela i augmenta de volum, formant una escorça de gel a la superfície dels embassaments.
Un augment del volum d’aigua congelada sovint juga una broma cruel amb aquells que s’obliden dels envasos amb líquid al fred. L’aigua literalment trenca el recipient.
L’opinió que els porus microscòpics plens d’aire apareixen a la massa de gel acabada de formar no és errònia, però tampoc no pot explicar el fet de surar correctament. D'acord amb els principis derivats i formulats per l'antic científic grec, que més tard va rebre el nom de llei d'Arquimedes, els cossos que es troben immersos en un líquid són expulsats fora d'ella amb una força que és igual a les característiques de pes del líquid desplaçat per aquest cos.
Física de l'aigua
Se sap amb certesa que el gel és aproximadament una desena part més lleuger que l’aigua, motiu pel qual els icebergs gegants estan submergits a l’oceà per aproximadament nou dècimes del seu volum total i només són visibles en una petita fracció. Aquestes diferències de pes s’expliquen per les propietats de la xarxa cristal·lina, que se sap que no té una estructura ordenada a l’aigua i es caracteritza per un moviment constant i una col·lisió de molècules. Això explica la major densitat d’aigua en comparació amb el gel, les molècules de les quals, sota la influència de les baixes temperatures, presenten una mobilitat baixa i un component energètic petit i, per tant, una densitat inferior.
També se sap que l'aigua té la densitat i el pes màxims a una temperatura de 4 ° C, una nova disminució condueix a una expansió i una disminució de l'índex de densitat, cosa que explica les propietats del gel. És per això que, als embassaments, l’aigua pesada de quatre graus s’enfonsa fins al fons, cosa que fa possible que una més freda pugi i es converteixi en gel que no s’enfonsi.
El gel té propietats específiques, per exemple, és resistent a elements estranys, té una baixa reactivitat, difereix en la mobilitat dels àtoms d’hidrogen i, per tant, té un punt de rendiment baix.
És clar que aquesta propietat és fonamental per a la preservació de la vida a la Terra, perquè si el gel tenia la capacitat de submergir-se sota la columna d’aigua, amb el pas del temps, totes les masses d’aigua de la Terra després d’una disminució de les temperatures es podrien omplir de capes que es formaria a la superfície del gel, cosa que provocaria un desastre natural i la desaparició completa de la flora i la fauna de les masses d’aigua de l’equador fins als pols oposats.
