Konkursy

Rozstrzygnięcie konkursu! Sprawdź jak zmienił się poziom wody!

Autor: Agata Kukwa

Prosty z pozoru konkurs okazał się całkiem interesujący. Waszym zadaniem było określenie, co stanie się z poziomem wody w szklance kiedy stopnieje znajdujący się w niej lód. Odpowiedzi były różne. Sporym zaskoczeniem było udzielenie prawidłowej odpowiedzi w tak krótkim czasie. Co więcej, odpowiedź ta zwalnia mnie w dużej mierze z opisywania szczegółowo zjawiska, które jest odpowiedzialne za taki, a nie inny wynik eksperymentu.

Na początek rozwiązanie:

Najszybciej prawidłowej odpowiedzi udzielił Rafał Marszałek na Facebook’u o godzinie 11:23. Rafał świetnie poradził sobie również z uzasadnieniem swojej odpowiedzi rozpatrując przy okazji dodatkową możliwość i poruszając nawet sprawę topnienia gór lodowych. Oto co napisał:

11:23 Nie zmieni się. Patrz: prawo Archimedesa.
12:12 Właściwie powinienem wnieść poprawkę do mojej odpowiedzi, która wynika z tego, że na video nie do końca widać, jakie są warunki początkowe eksperymentu. Jeśli kostki lodu leżą na dnie szklanki (a nie pływają luźno na powierzchni wody) wówczas poziom wody w zasadzie może się podnieść. Jeśli jednak lód pływa (tak jak góra lodowa w oceanie), wówczas poziom nie ulegnie zmianie.

Nawiasem mówiąc, w przypadku gór lodowych to akurat się nie sprawdzi, z prostej przyczyny – góry lodowe są zbudowane z ‚innego’ rodzaju wody niż ta, w której pływają (góra lodowa to woda w najczystszej postaci, oceany zaś wypełnia woda słona, która ma przez to inną gęstość…).

Należy też dodać, że poziom wody może wzrosnąć z innych przyczyn niż tylko topnienie lodu np. na skutek zwiększania objętości wody wraz z temperaturą. Jeśli w szklance jest zimna woda i zostawicie ją wystarczająco długo w temperaturze pokojowej, teoretycznie jej objętość powinna się zwiększyć (czy będzie to zauważalne bez bardzo precyzyjnej aparatury to już inna sprawa).

Uważny obserwator mógł bez problemu dostrzec, że wody było tyle by kostki odrobinę unosiły się nad dnem naczynia. Tak czy inaczej, to właśnie Rafał zdobywa nagrodę w postaci książki „Manipulacja” wydawnictwa Smak Słowa.

Co do topnienia gór lodowych rzeczywiście sytuacja jest dość złożona. W przedstawionym eksperymencie użyto wody mineralnej, czyli tak zwanej wody słodkiej. W tym wypadku poziom wody nie mógł się zmienić.

Określona ilość wody po zamarznięciu ma większą objętość niż w stanie ciekłym. Może to sugerować, że poziom wody po stopnieniu lodu zmniejszy się. Tak jednak nie jest, czego dowodem jest przeprowadzony eksperyment. Do akcji wkracza tu prawo Archimedesa, które w tym przypadku mogłoby brzmieć tak: Na kostkę lodu zanurzoną w wodzie działa pionowa, skierowana ku górze siła wyporu. Wartość siły jest równa ciężarowi wypartego płynu. Siła ta jest wypadkową wszystkich sił parcia wody na lód.

Woda po stopieniu kostki lodu będzie miała nieco mniejszą objętość niż ta kostka, jednak jej ciężar będzie cały czas taki sam. Ta różnica w objętości (a raczej gęstości) prowadzi do sytuacji, w której pewna część lodu wystaje ponad powierzchnię wody. Zatem zanurzona część zajmuje dokładnie tyle miejsca ile zajęłaby woda w stanie ciekłym. Z tego powodu poziom wody w naczyniu nie zmienił się.

Jeśli chodzi o góry lodowe, sytuacja, jak wspomniał Rafał, jest nieco bardziej złożona. Woda w morzach i oceanach jest słona, a góra lodowa to zamarznięta woda słodka. W tym wypadku różnica gęstości jest wynikiem nie tylko różnych stanów skupienia, ale również zasolenia. Podniesienie poziomu mórz i oceanów z powodu stopnienia całego dryfującego po nich lodu może rzeczywiście spowodować podniesienie się poziomu wody. Przyczyną nie będzie jednak fakt, że w morzu będzie więcej wody, będzie nią wzrost objętości spowodowany różnicą w zasoleniu. Naukowcy oszacowali, że poziom wód z tego powodu może się podnieść o ok. 4-6 cm. Nie ma się jednak czym przejmować, ponieważ podniesienie temperatury do poziomu, który spowoduje stopnienie wszystkich gór lodowych z pewnością przysporzy nam dużo więcej, bardziej zauważalnych problemów.

Pamiętajmy jednak, że mówimy tu o górach lodowych, które dryfują w wodzie, a nie o lodowcach zalegających na lądzie. Różnica i potencjalny wpływ na poziom wód jest znacząca.

Dziękujemy wszystkim za udział w konkursie :)

Chciałabym równiez pogratulować tym, którzy udzielili poprawnej odpowiedzi, jednak z powodu ilości dostępnych nagród nie mogli zostać nagrodzeni.

Czeka nas jeszcze moc nagród w konkursowym szaleństwie, więc zaglądaj na badania.net regularnie, a może następnym razem to właśnie Ty zdobędziesz nagrodę!

Print Friendly

O autorze

Agata Kukwa

Absolwentka Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej. Magister technologii ochrony środowiska, inżynier ochrony i zarządzania środowiskiem. Obecnie doktorantka w Katedrze Informatyki Ekonomicznej na Wydziale Zarządzania Uniwersytetu Gdańskiego. Interesuje się nowymi technologiami oraz stymulowaniem działalności innowacyjnej w Polsce.

  • Mchl

    Gratulacje dla zwycięzcy i dla portalu za, jak się okazuje, nie taką oczywistą zagadkę. Zastanawia mnie, ile osób zdecydowało się na przeprowadzenie eksperymentu w domowym zaciszu ;)

    • My dziękujemy za udział. Szkoda, że nie można nagradzać wszystkich poprawnych odpowiedzi :) Ale przygotowaliśmy już kolejne konkursowe niespodzianki, więc każdy będzie miał okazję spróbowac swoich sił jeszcze raz :)

      • Mchl

        Będę brał udział do skutku… chyba że pytania będą z psychologii :P

  • Test

  • Michał Ciuła

    „Jeśli w szklance jest zimna woda i zostawicie ją wystarczająco długo w temperaturze pokojowej, teoretycznie jej objętość powinna się zwiększyć (czy będzie to zauważalne bez bardzo precyzyjnej aparatury to już inna sprawa).” Wszystko spoko ale akurat ZMNIEJSZYĆ. Nie trzeba precyzyjnej aparatury żeby zrobić odwrotnie. Wystarczy słoik wypełniony wodą mocno zakręcić i zostawić w zamrażarce żeby objętość wody ZWIĘKSZYĆ… kosztem słoika :)