Dlaczego kostki lodu pływają po szklance wody?

Lód unosi się w wodzie, ponieważ, w przeciwieństwie do większości substancji, faza stała wody jest mniej gęsta niż jej faza ciekła. Gdy woda zamarza, rozszerza się nieznacznie, a wynikająca z tego zmiana gęstości jest wystarczająca do pozwolić kostkom lodu unieść się w szklance wody.

Ekspansja lodu w punkcie krzepnięcia wynika z polarnej struktury cząsteczek wody. W fazie ciekłej cząsteczki wody są zawsze w ruchu i mogą być ściśle ze sobą pakowane. W miarę spadku temperatury cząsteczki zaczynają tworzyć sześciokątne kryształy. Wiązania wodorowe utworzone w tych kryształach rozmieszczają cząsteczki w taki sposób, że pomiędzy nimi istnieje więcej przestrzeni niż w fazie ciekłej, co powoduje wzrost objętości o około 8,3%. Ponieważ woda wypływająca z lodu waży teraz mniej niż sam lód, lód jest pływający i pływa.

Ta unikalna właściwość jest ważna dla rozwoju życia na Ziemi. Ponieważ pływaki lodowe, rzeki i strumienie tworzą zimą warstwę lodu. Jeśli woda zachowywałaby się jak większość innych ciał stałych i gęstnieje po schłodzeniu, lód ten spadłby na dno każdego akwenu wodnego, zamarzając go i zabijając wszelkie żywe istoty pod powierzchnią.