Gute Frage.

Angenommen, wir haben einen Eiswürfel in einem Glas Wasser. Das Eis verdrängt einen Teil dieses Wassers und erhöht die Höhe des Wassers um einen Betrag, den wir $ h $ span> nennen.

Das Prinzip von Archimedes besagt dies Das Gewicht des verdrängten Wassers entspricht der von diesem Wasser bereitgestellten Auftriebskraft nach oben. In diesem Fall

$$ \ text {Gewicht des verdrängten Wassers} = m_ \ text {verdrängtes Wasser} g = \ rho Vg = \ rho Ahg $$ span>

wobei $ V $ span> das verdrängte Wasservolumen ist, $ \ rho $ ist die Dichte des Wassers, $ A $ span> ist die Oberfläche des Glases und $ g $ span> ist eine Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft.

Daher beträgt die auf das Eis wirkende Auftriebskraft nach oben $ \ rho Ahg $ span>.

Jetzt ist das Gewicht des Eises nach unten $ m_ \ text {ice} g $ span>.

Nun, da das Eis weder sinkt noch schwimmt, müssen diese Balance. Das heißt:

$$ \ rho Ahg = m_ \ text {ice} g $$ span>

Daher

$$ h = \ frac {m_ \ text {ice}} {\ rho A} $$ span>

Nun, wenn die Eis schmilzt, dieser Höhenunterschied aufgrund des Auftriebs geht auf 0. Jetzt wurde der Tasse in der Tasse eine zusätzliche Masse $ m_ \ text {ice} $ span> Wasser hinzugefügt Form von Wasser. Da die Masse erhalten bleibt, wurde die geschmolzene Eismasse in eine äquivalente Wassermasse umgewandelt. Das Volumen des dem Becher zugesetzten Wassers beträgt somit:

$$ V = \ frac {m_ \ text {ice}} {\ rho} $$ span>

und daher

$$ Ah = \ frac {m_ \ text {ice}} {\ rho} $$ span>

Also

$$ h = \ frac {m_ \ text {ice}} {\ rho A} $$ span>

Das heißt, die Höhe, in der sich das Wasser aufgrund des geschmolzenen Eises erhöht hat, entspricht genau der Höhe, die aufgrund des Auftriebs vor dem Schmelzen des Eises zugenommen hat.

Bearbeiten: Zur Vervollständigung seitdem Dies wird in den Kommentaren als Frage aufgeworfen.

Schmelzende Eisberge fördern den Anstieg des Meeresspiegels, da das darin enthaltene Wasser nicht salzig ist.

Obwohl Die meisten Beiträge zum Anstieg des Meeresspiegels stammen von Wasser und Eis, die sich vom Land in den Ozean bewegen. Es stellt sich heraus, dass das Schmelzen von schwimmendem Eis auch einen geringen Anstieg des Meeresspiegels verursacht.

Frisch Wasser, aus dem Eisberge bestehen, ist weniger dicht als salziges Meerwasser. Während die vom Eisberg verdrängte Menge an Meerwasser gleich seinem Gewicht ist, nimmt das geschmolzene Süßwasser ein etwas größeres Volumen ein als das verdrängte Salzwasser. Dies führt zu einem geringfügigen Anstieg des Wasserspiegels.

Weltweit klingt es nicht nach viel - nur 0,049 Millimeter pro Jahr -, aber wenn das gesamte Meereis, das derzeit auf den Ozeanen schwankt, schmelzen würde, würde es schmelzen könnte den Meeresspiegel um 4 bis 6 Zentimeter erhöhen.

Hier ist eine Erklärung, die keine expliziten Gleichungen benötigt.

Betrachten Sie das folgende Diagramm, in dem Teil1 und Teil2 das Eis darstellen.

Das verdrängte Wasservolumen entspricht dem Volumen von Teil2 und hat so viel Masse wie (Teil1 + Teil2)

Schauen Sie sich nun an, was passiert, wenn sowohl Teil1 als auch Teil2 schmelzen:

1. ihre Masse ändert sich nicht, es ist (Teil1 + Teil2) )
2. es wird Wasser.
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Und wir haben gerade gesagt, dass Teil1 + Teil2 Masse Wasser Teil2 Volumen hat.

Brandon oben kommt auf den Punkt. Gefrorenes Wasser verdrängt seine eigene Masse im Rest des Wassers, was bedeutet, dass es tatsächlich eine Menge verdrängt, die seiner selbst entspricht. Im gefrorenen Zustand hat es ein größeres Volumen und ist daher aufgrund von Wasserstoffbrückenbindungen weniger dicht - deshalb schwimmt es - und wenn es schmilzt, kehrt es mit im Wesentlichen derselben Dichte wie das umgebende Wasser in den flüssigen Zustand zurück (Überraschung!). Eine bestimmte Wassermenge, die vorübergehend ein größeres Volumen aufweist, aber entsprechend weniger dicht ist, weil sie gefroren ist und in den flüssigen Zustand zurückkehrt, erhöht somit nicht den Gesamtwasserspiegel (vorausgesetzt, hier gibt es keine Verdunstung, Mücken halten an, um einen Schluck zu trinken usw. usw.) -

Betrachten Sie einen Eiswürfel von 10 cm und nehmen Sie an, dass die Dichte von Wasser und Eis 10: 9 beträgt. Das Eis hat zunächst 9 cm im Wasser, wenn es schmilzt, wird es zu Wasser mit dem Volumen 10 * 10 * 9. Füllt einfach das geschmolzene Eis Original in das Wasser.

Während die beiden vorhandenen Antworten einige gute wissenschaftliche Erkenntnisse darüber liefern, warum sich der Wasserstand nicht ändert, sind beide leicht zu optimistisch. Der Pegel wird zwar nicht ansteigen, aber auch nicht gleich bleiben. Die Verdunstung erfolgt gleichzeitig mit dem Schmelzen und der Wasserstand im Glas sinkt tatsächlich geringfügig.

Selbst wenn das Eis gefroren bleibt, lässt der Prozess der Sublimation das Eis verdunsten. Möglicherweise haben Sie dies in Ihrem Gefrierschrank oder mit Schnee auf Ihrer Veranda

Die Verschiebungsantworten von mew und kal sind genau richtig.

Hier geht es um die Chemie der Verschiebung.

Wasser ist die einzige Substanz mit einer geringeren Feststoffdichte als die Flüssigkeit. (Für die Aufzeichnung gibt es ein anderes, nämlich das Element Gallium).

Wenn Sie eine Flüssigkeit abkühlen, setzt sie sich ein und wird dichter. Wenn es sich zu fest setzt, setzt es sich normalerweise nur mehr ein.

Wasser ist insofern ein sehr interessantes Molekül, als es sehr stabil und immer noch polar ist. Zwei Wasserstoff und ein Sauerstoff in einem Dreieck. Der Sauerstoff ist leicht negativ und der Wasserstoff positiv. Wenn sie sich in einem Feststoff absetzen, bilden sie ein Gitter, das weniger dicht als der flüssige Zustand ist. Wasser hat eine maximale Dichte von 4 Grad Celsius.

Wenn Eis dichter als Wasser wäre, wären wir auf einer ganz anderen Erde. Wir wären wahrscheinlich nicht auf dieser Erde.

Ich habe diese Frage vor einigen Jahren gesehen. Beachten Sie, dass sich der Wasserstand nicht ändert, da das Eis NUR schmilzt, wenn das Eis in reinem Wasser schmilzt. Wenn Sie Eiswürfel in Salzwasser schmelzen, steigt der Wasserstand mit dem Schmelzen des Eises.

Es senkt es. Gefrorenes Wasser nimmt mehr Platz ein als flüssiges Wasser (Sie werden feststellen, dass es schwimmt - das liegt daran, dass weniger Masse pro Volumen vorhanden ist). Wenn es schmilzt, nimmt es weniger Platz pro Fläche ein, wodurch der Wasserstand sinkt.