冰為什麼不會沉下去？

👩 欸，先問你一件超怪的事喔。 👩 把一顆小石頭丟進水裡，咚，它馬上就沉到底了嘛。 👩 可是啊，把一大塊冰丟進水裡，它竟然浮著。 🧒 咦？ 🧒 可是那一塊冰明明比小石頭大超多的耶。 🧒 大的浮起來，小的沉下去，這樣不是很奇怪嗎？ 👩 對啊，超奇怪的吼。而且冰本來就是水變的，對不對？ 🧒 對耶。 👩 水自己變出來的東西，居然浮在水上面。 👩 好，那先不要往下聽，你自己猜猜看。 👩 第一種可能：冰裡面藏了超多小氣泡，所以浮起來。 👩 第二種可能：水結成冰以後，重量變輕了。 👩 第三種可能：冰的重量沒變，可是它變胖了。 👩 你覺得是哪一個？我等你 3 秒鐘喔。 🧒 嗯…我猜是氣泡啦。 👩 哈哈，很多人都這樣猜。 👩 等一下我們就會知道答案了。 👩 先跟你說一個真實的情況。 👩 在超級冷的海上，有一種超級大的冰，叫做冰山。 👩 船員從船上看過去，只看到白白的一小塊。 🧒 喔，那不是很小嗎？ 🧒 繞過去就好了啊。 👩 問題就在這裡。 👩 露在海面上的，大概只有整座冰山的 1/10。 👩 剩下的 9/10，全部藏在水面下面。 🧒 哇—— 🧒 所以看起來很小，其實下面超級大。 👩 沒錯。船撞到的，就是水面下那一大塊。 👩 所以「冰為什麼會浮」，不只是好玩的問題喔。 👩 它會決定一艘船安不安全，是不是很重要？ 👩 好，那我們把答案拆成三小段來講。 👩 第一段。水啊，是由超級多、超級小的顆粒組成的。 👩 小到你的眼睛完全看不到。 🧒 嗯嗯。 👩 科學家把這種顆粒，叫做「分子」。 👩 水還是水的時候，這些分子擠來擠去，擠擠擠，靠得超近。 👩 也就是說，水裡面的分子，是超擠的狀態，對不對？ 👩 好，第二段。水變冷、結成冰的時候啊，事情就整個變了。 👩 分子不再亂擠了，而是排成一排一排、超級整齊的隊伍。 👩 而這種排法啊，中間會留下空位。 🧒 咦？ 🧒 排整齊反而變得比較鬆喔？ 👩 對啊，就是這麼奇怪。 👩 你可以想成排隊。大家亂擠的時候，擠擠擠，反而站得超密。 👩 可是一旦要求每個人排整齊、手張開，隊伍是不是就變寬了？ 🧒 喔——原來如此。 🧒 真的耶。 👩 不過要提醒你哦，分子不是真的在排隊，也不會思考。 👩 排隊只是幫我們想像「變鬆」這件事。 👩 沒錯，也就是說，同樣多的水，結成冰以後會變胖。 👩 欸，這裡有個你可能看過的畫面喔。 👩 有人把整瓶水放到冷凍庫，結果瓶子被撐得鼓鼓的。 🧒 啊，我有看過！ 🧒 我媽媽的瓶子還裂開過。 👩 對啊，就是那個。水沒有變多，可是它變胖了嘛。 👩 那你猜猜看，如果瓶子塞得滿滿的，會怎麼樣？ 🧒 砰！會被撐破！ 👩 沒錯。所以裝水冷凍，不要裝到全滿喔。 👩 好，第三段，這是最關鍵的一步。 👩 冰變胖了，可是重量並沒有變，對不對？ 👩 同樣的重量，攤開在比較大的空間裡。 👩 科學家把「同樣大小裡面有多重」，叫做密度。 👩 拿同樣大的一塊冰跟一塊水來比，冰大概只有水的 9 成重。 👩 比較輕的，就浮在比較重的上面嘛。 👩 所以冰不是變輕了，也不是靠氣泡。 👩 是它把同樣的重量，分散到超大的空間裡。 🧒 哇。 🧒 所以我猜的氣泡是錯的吼。 👩 哈哈，猜錯超好的啊。 👩 你現在知道的，比一開始多了一整條理由耶。 👩 好，接下來給你一個回家可以做的小實驗。 👩 找一個透明的杯子，裝半杯水，放幾顆冰塊進去。 👩 冰塊會浮起來嘛。這時候用筆，在水面的位置做一個記號。 👩 然後放著，等冰塊全部融化。 👩 在那之前先猜：水面會升高、會下降，還是剛剛好？ 🧒 我猜會滿出來！ 👩 自己做過才算數喔。 👩 這個實驗只用水跟冰塊，超級安全。 👩 好，現在請你先不要往回聽。 👩 用你自己的話，回答我一個問題。 👩 冰為什麼會浮在水面上？ 👩 回答的時候，要用到三個詞：排列、空間、密度。 👩 說出來了嗎？沒說出來也沒關係，再想一下。 👩 答案是：水結成冰的時候，分子的排列變鬆， 👩 同樣的重量佔了更大的空間， 👩 所以冰的密度比水小，就浮起來了。 🧒 太好了！我有講對！ 👩 超棒的喔。 👩 最後，留一個問題給你。 👩 冬天超冷的湖，結冰是從上面開始，還是從湖底開始？ 🧒 應該是上面吧，因為冰會浮啊。 👩 你說對了一半喔。真正的原因，還要再多一個轉彎。 👩 而那件事啊，剛好救了湖裡的魚。 👩 我們下一集見。