Wiskunde & natuurkunde

Waarom drijft ijs op water?

Gooi een ijsblokje in een glas water en je ziet: het blijft drijven. Hetzelfde geldt voor een ijsberg. Hoe komt dat eigenlijk?

Naar de bodem

IJs is bevroren water. Dat is stevig, oftewel ‘vast’. Eigenlijk is het best gek dat die vaste vorm van een stof (ijs dus) drijft op de vloeibare vorm (water). Bij de meeste andere stoffen is dat niet zo.

Een stof bestaat namelijk uit superkleine deeltjes, moleculen. In een vloeistof krioelen die moleculen vrolijk rond. In een vaste stof zitten ze netjes naast elkaar. Daardoor zitten de moleculen in een vaste stof dichter opeengepakt dan in een vloeistof.

Een dobbelsteentje vaste stof bevat dan ook meer moleculen dan een dobbelsteentje vloeistof. En dus is een dobbelsteentje vaste stof ook zwáárder dan een dobbelsteentje vloeistof. Daardoor zinkt een klontje vaste stof meestal zonder pardon naar de bodem als je het in een glas vloeistof gooit.

Mini-zeshoekjes

Maar bij water zit het anders. In ijs vormen watermoleculen een rooster van mini-zeshoekjes. In dat ‘ijsrooster’ zitten de moleculen vérder van elkaar dan in vloeibaar water.

Daardoor weegt een dobbelsteentje ijs niet meer, maar juist minder dan een dobbelsteentje water. En blijft het dus drijven in je glas water – en trouwens ook in je cola of je ijsthee.

Maar wat gebeurt er als zo'n ijsblokje smelt, in een overvol glas? Dat laat dit filmpje zien...

Beantwoord door Jean-Paul Keulen