Why does ice float in water? - George Zaidan and Charles Morton

Γιατί ο πάγος επιπλέει στο νερό; - Τζωρτζ Ζέινταν και Τσάρλς Μόρτον.

Μετάφραση: Stefanos Reppas Επιμέλεια: Chryssa Takahashi

Water is the liquid of life.

Το νερό είναι το υγρό της ζωής.

We drink it,

Το πίνουμε,

we bathe in it,

κάνουμε μπάνιο με αυτό,

we farm,

cook,

καλλιεργούμε,

μαγειρεύουμε

and clean with it.

και καθαρίζουμε με αυτό.

It's the most abundant molecule in our bodies.

Είναι το πιο άφθονο μόριο στο σώμα μας.

In fact, every life form we know of

Στην πραγματικότητα, κάθε μορφή ζωής που γνωρίζουμε

would die without it.

θα πέθαινε χωρίς αυτό.

But most importantly, without water,

Αλλά το πιο σημαντικό, χωρίς νερό,

we wouldn't have

δεν θα είχαμε

iced tea.

παγωμένο τσάι.

Mmmm, iced tea.

Χμμμ, παγωμένο τσάι.

Why do these ice cubes float?

Γιατί επιπλέουν τα παγάκια;

If these were cubes of solid argon

Εάν αυτοί ήταν κύβοι στερεού αργού

in a cup of liquid argon,

σε ένα ποτήρι υγρού αργού

they would sink.

θα βυθίζονταν.

And the same goes for most other substances.

Και το ίδιο ισχύει για τις περισσότερες ουσίες.

But solid water, a.k.a. ice,

Αλλά το νερό σε στερεά μορφή, γνωστό και ως πάγος

is somehow less dense than liquid water.

είναι κατά κάποιο τρόπο λιγότερο πυκνό απ' ότι το νερό σε υγρή μορφή.

How's that possible?

Πώς είναι δυνατόν;

You already know that every water molecule

Γνωρίζετε ήδη ότι κάθε μόριο νερού

is made up of two hydrogen atoms

αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου

bonded to one oxygen atom.

συνδεδεμένα με ένα άτομο οξυγόνου.

Let's look at a few of the molecules

Ας ρίξουμε μία ματιά σε μερικά από τα μόρια

in a drop of water,

σε μία σταγόνα νερού

and let's say the temperature is 25 degrees Celcius.

και ας πούμε ότι η θερμοκρασία είναι 25 βαθμοί Κελσίου.

The molecules are bending,

Τα μόρια καμπυλώνονται

stretching,

τεντώνονται,

spinning,

and moving through space.

περιστρέφονται

και κινούνται μέσα στο χώρο.

Now, let's lower the temperature,

Τώρα, ας χαμηλώσουμε την θερμοκρασία.

which will reduce the amount of kinetic energy

το οποίο θα μειώσει την ποσότητα της κινητικής ενέργειας

each of these molecules has

που έχει κάθε ένα από αυτά τα μόρια

so they'll bend, stretch, spin, and move less.

έτσι θα καμπυλώνονται, θα τεντώνονται, θα περιστρέφονται και θα κινούνται λιγότερο.

And that means that on average,

Και αυτό σημαίνει ότι κατά μέσο όρο

they'll take up less space.

θα καταλαμβάνουν λιγότερο χώρο.

Now, you'd think that as the liquid water

Τώρα, θα νομίζατε ότι καθώς το υγρό νερό

starts to freeze,

αρχίζει να παγώνει

the molecules would just pack together

τα μόρια θα στριμώχνονταν

more and more closely,

όλο και πιο κοντά,

but that's not what happens.

αλλά δεν συμβαίνει αυτό.

Water has a special kind

Το νερό έχει ένα ιδιαίτερο είδος

of interaction between molecules

αλληλεπίδρασης μεταξύ των μορίων

that most other substances don't have,

την οποία δεν έχουν οι περισσότερες άλλες ουσίες,

and it's called a hydrogen bond.

και η οποία ονομάζεται δεσμός υδρογόνου.

Now, remember that in a covalent bond

Τώρα, να θυμάστε ότι σε ένα ομοιοπολικό δεσμό

two electrons are shared,

μοιράζονται δύο ηλεκτρόδια,

usually unequally,

συνήθως άνισα,

between atoms.

μεταξύ των ατόμων.

In a hydrogen bond,

Σε έναν δεσμό υδρογόνου,

a hydrogen atom is shared, also unequally,

ένα άτομο υδρογόνου είναι κατανεμημένο, συνήθως άνισα

between atoms.

μεταξύ ατόμων.

One hydrogen bond looks like this.

Ένας δεσμός υδρογόνου μοιάζει κάπως έτσι.

Two look like this.

Δύο δεσμοί μοιάζουν κάπως έτσι.

Here's three

Εδώ είναι τρεις

and four

και τέσσερις,

and five,

και πέντε,

six,

έξι,

seven,

eight,

εφτά,

οκτώ,

nine,

ten,

εννιά,

δέκα,

eleven,

twelve,

έντεκα,

δώδεκα.

I could go on.

Θα μπορούσα να συνεχίσω.

In a single drop of water,

Σε μία σταγόνα νερού

hydrogen bonds form extended networks

οι δεσμοί υδρογόνου σχηματίζουν εκτεταμένα δίκτυα

between hundreds, thousands, millions,

ανάμεσα σε εκατοντάδες, χιλιάδες, εκατομμύρια,

billions, trillions of molecules,

δισεκατομμύρια, τρισεκατομμύρια μόρια

and these bonds are constantly breaking and reforming.

και αυτοί οι δεσμοί συνεχώς σπάνε και επανασχηματίζονται.

Now, back to our water as it cools down.

Τώρα, πίσω στο νερό μας καθώς αυτό κρυώνει.

Above 4 degrees Celcius,

Πάνω από 4 βαθμούς Κελσίου,

the kinetic energy of the water molecules

η κινητική ενέργεια των μορίων του νερού

keeps their interactions with each other short.

κάνει τις αλληλεπιδράσεις τους μικρές.

Hydrogen bonds form and break

Οι δεσμοί υδρογόνου σχηματίζονται και σπάνε

like high school relationships,

όπως η σχολικές σχέσεις στο γυμνάσιο,

that is to say, quickly.

δηλαδή, γρήγορα.

But below 4 degrees,

Αλλά κάτω από τους 4 βαθμούς

the kinetic energy of the water molecules

η κινητική ενέργεια των μορίων του νερού

starts to fall below the energy

αρχίζει να πέφτει κάτω από την ενέργεια

of the hydrogen bonds.

των δεσμών υδρογόνου.

So, hydrogen bonds form much more frequently

Έτσι, σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου πολύ πιο συχνά

than they break

από ότι σπάνε,

and beautiful structures start to emerge

και αρχίζουν να αναδύονται όμορφες δομές

from the chaos.

από το χάος.

This is what solid water, ice,

Το νερό σε στερεά μορφή, ο πάγος, έτσι

looks like on the molecular level.

μοιάζει σε μοριακό επίπεδο.

Notice that the ordered, hexagonal structure

Παρατηρήστε ότι η οργανωμένη, εξάγωνη δομή

is less dense than the disordered structure

είναι λιγότερο πυκνή απ' ότι η άτακτη δομή

of liquid water.

του νερού σε υγρή μορφή.

And you know that if an object is less dense

Και γνωρίζετε ότι εάν ένα αντικείμενο έχει μικρότερη πυκνότητα

than the fluid it's in,

από την πυκνότητα ενός υγρού

it will float.

θα επιπλέει.

So, ice floats on water,

Έτσι, ο πάγος επιπλέει στο νερό,

so what?

και τι έγινε;

Well, let's consider a world without floating ice.

Λοιπόν, ας αναλογιστούμε έναν κόσμο χωρίς πάγο που επιπλέει.

The coldest part of the ocean

Το ψυχρότερο μέρος του ωκεανού

would be the pitch-black ocean floor,

θα ήταν ο κατάμαυρος πυθμένας του ωκεανού,

once frozen, always frozen.

αν παγώσει μία φορά, θα παραμείνει για πάντα παγωμένος.

Forget lobster rolls

Ξεχάστε τα σάντουιτς αστακού,

since crustaceans would lose their habitats,

αφού τα μαλακόστρακα θα χάσουν τους οικότοπούς τους,

or sushi since kelp forests wouldn't grow.

ή το σούσι, αφού δεν θα αναπτύσσονται τα δάση φυκιών.

What would Canadian kids do in winter

Τι θα έκαναν τα παιδιά στον Καναδά το χειμώνα

without pond hockey or ice fishing?

χωρίς λίμνη για χόκεϊ ή ψάρεμα στον πάγο;

And forget James Cameron's Oscar

Και ξεχάστε το Όσκαρ του Τζέιμς Κάμερον

because the Titanic totally would have made it.

επειδή ο Τιτανικός θα είχε ολοκληρώσει το ταξίδι του.

Say goodbye to the white polar ice caps

Πείτε αντίο στους λευκούς πολικούς πάγους

reflecting sunlight

που αντανακλούν το ηλιακό φως

that would otherwise bake the planet.

που ειδάλλως θα έψηνε τον πλανήτη.

In fact, forget the oceans as we know them,

Στην πραγματικότητα, ξεχάστε τους ωκεανούς όπως τους γνωρίζουμε

which at over 70% of the Earth's surface area,

οι οποίοι αποτελούν πάνω από το 70% της γήινης επιφάνειας,

regulate the atmosphere of the whole planet.

ρυθμίζοντας την ατμόσφαιρα ολόκληρου του πλανήτη.

But worst of all,

Αλλά το χειρότερο απ' όλα,

there would be no iced tea.

δεν θα υπάρχει καθόλου παγωμένο τσάι.

Mmmmm, iced tea.

Χμμμ, παγωμένο τσάι.