Кажется, вопрос «вода может плавать в воде?» — абсурд: как же жидкость может «плавать» в самой себе?
Тем не менее, знакомая нам ледяная «шапка» на реке, айсберги, плавающие в океане, и даже кубики льда в стакане,
подталкивают к более глубокому размышлению.
Разберёмся, почему лёд, будучи «водой в твёрдом виде», не тонет в жидкой воде,
и что на самом деле кроется за этой фразой.
Плотность: ключевой параметр
Основной закон, объясняющий поведение любого тела в жидкости, — закон Архимеда:
«Тело погружено в жидкость теряет в весе на величину веса вытесненной ею жидкости».
Если плотность тела меньше плотности жидкости, оно всплывает.
Если больше, тонет.
Для воды и льда всё сводится к табличным цифрам:
- Плотность воды при +4 °C: ≈ 1,000 г/см³
- Плотность льда при 0 °C: ≈ 0,917 г/см³
Разница всего ~9 %, но этого достаточно, чтобы лёд оказался легче жидкой воды и, значит, плавал на её поверхности.
«Аномалия» воды: почему при замерзании объём увеличивается
Большинство веществ при охлаждении сжимаются, а их плотность растёт.
Вода же ведёт себя иначе: начиная с +4 °C, она начинает расширяться, пока не превратится в лёд.
Это происходит из-за особенностей водородной связи между молекулами H₂O:
- В жидкой воде молекулы могут приближаться друг к другу почти вплотную.
- Кристаллизуясь, молекулы «встраиваются» в гексагональную решётку, где между ними остаются пустоты.
Именно эти пустоты и делают лёд менее плотным, чем исходная жидкость.
А если вода «в воде» — что тогда?
Чистая жидкая вода в жидкой воде
Формально это одно и то же вещество в одной и той же фазе.
Термодинамика такого «включения» не предусматривает границ раздела — потому жидкая вода не может «плавать» в себе подобной.
Максимум — слегка разнотемпературные потоки могут «застревать» друг в друге за счёт различий в плотности, но это уже конвекция, а не «плавание».
Две разные воды: растворённый газ, теплота и плотность
Если одна «вода» — это, например, теплая пресная вода, а другая — холодная солёная, плотности будут различаться:
- Солёная вода плотнее пресной.
- Холодная вода плотнее тёплой.
В этом случае более лёгкая (теплая пресная) действительно «плавает» поверх более тяжёлой (холодной солёной).
Так формируются, например, слои воды в океане — термо- и гало-клин.
Почему это важно: последствия для экосистемы и климата
- Зимняя «шапка» на реке.
Если бы лёд был тяжелее воды, он тонул бы на дно.
Вся водоёмная жизнь погибла бы от вымораживания.
Благодаря меньшей плотности льда, подо льдом остаётся слой воды около +4 °C — «зимний оазис» для рыб. - Айсберги.
Они покрывают лишь 1/10 часть своего объёма над водой.
Оставшиеся 90 % скрыты под поверхностью, что имеет критическое значение для судоходства и климатических моделей. - Изменение климата.
Потеря площади морского льда в Арктике уменьшает альбедо (отражательную способность) Земли, усиливая глобальное потепление.
Краткий итог
Жидкая вода не может «плавать» в жидкой воде, пока речь идёт об однородной среде.
Однако твёрдая вода (лёд) — плавает, потому что её плотность при 0 °C ниже плотности жидкой воды при +4 °C.
Это «парадоксальное» поведение обеспечивает жизнь в водоёмах зимой, регулирует климат и делает науку ещё интереснее.
Дата подготовки статьи: 28 апреля 2026 г.