حتماً متوجّه‌ شده‌اید که‌ یخ‌ همیشه‌ بر روی‌ آب‌ شناور است‌. توده‌ یخ‌ هر چقدر هم‌ که‌ بزرگ‌ باشد، باز هم‌ در آب‌ غرق‌ نمی‌شود. حتّی‌ کوههای‌ بزرگ‌ یخ‌ نیز بر روی‌ آب‌ دریاها و اقیانوسها شناور می‌ماند. آیا می‌دانید چرا یخ‌ در آب‌ غرق‌ نمی‌شود؟

«قانون‌ اجسام‌ شناور» توسط‌ «ارشمیدس‌» دانشمند یونانی‌، کشف‌ شد. طبق‌ این‌ قانون‌، وقتی‌ جسمی‌ داخل‌ آب‌ قرار می‌گیرد،دو نیرو بر آن‌ اثر می‌کند. این‌ دو نیرو عبارت‌اند از وزن‌ جسم‌ که‌ جهتی‌ رو به‌ پایین‌ دارد و نیرویی‌ که‌ از طرف‌ آب‌ و رو به‌ بالا اعمال‌ می‌شود. اگر وزن‌ جسم‌ برابر یا کمتر از نیرویی‌ باشد که‌ از سوی‌ آب‌ به‌ طرف‌ بالا وارد می‌شود، جسم‌ بر روی‌ آب‌ شناور می‌ماند. به‌ عبارت‌ دیگر اگر وزن‌ جسم‌ برابر یا کمتر از وزن‌ آب‌ هم‌ حجمش‌ باشد، جسم‌ بر روی‌ آب‌ شناور می‌شود.

یک‌ تکّه‌ چوب‌، بر روی‌ آب‌ شناور می‌ماند؛ چرا که‌ وزن‌ آن‌ تقریباً نصف‌ وزن‌ آب‌ هم‌ حجمش‌ است‌. بنابراین‌ نیمی‌ از چوب‌ زیر آب‌ و نیم‌ دیگرش‌ بر روی‌ آب‌ قرار می‌گیرد.

چوب‌ پنبه‌ نیز وضعی‌ مشابه‌ دارد. وزن‌ چوب‌پنبه‌ نزدیک‌ به‌ ۱/۵  وزن‌ آبی‌ است‌ که‌ جایش‌ را می‌گیرد؛ بنابراین‌ حدود ۱/۵ چوب‌پنبه‌ به‌ زیر آب‌ می‌رود و بقیه‌ آن‌ بر روی‌ آب‌ شناور می‌ماند. به‌ این‌ ترتیب‌ علّت‌ شناور شدن‌ یخ‌ بر روی‌ آب‌ را نیز می‌توان‌ با استفاده‌ از این‌ قانون‌ توضیح‌ داد.

به‌ طور کلی‌ وقتی‌ مایعی‌ به‌ شکل‌ جامد در می‌آید، منقبض‌ می‌شود و مولکولهایش‌ به‌ هم‌ نزدیکتر می‌شوند. به‌ همین‌ دلیل‌ حجم‌ مادّه‌، کم‌ می‌شود و چگالی‌ آن‌ افزایش‌ می‌یابد. بنابراین‌ موادّ در حالت‌ جامد سنگین‌تر از زمانی‌اند که‌ به‌ شکل‌ مایع‌ در آمده‌اند.

ولی‌ آب‌ مایعی‌ است‌ که‌ خاصیّتی‌ غیرعادی‌ دارد. آب‌ پس‌ از انجماد به‌ جای‌ منقبض‌ شدن‌، منبسط‌ می‌شود؛ در نتیجه‌ حجمش‌ افزایش‌ می‌یابد. تراکم‌ یخ‌، ۹/۱۰ آب‌ است‌؛ به‌ عبارت‌ دیگر از نه‌ لیتر آب‌ ده‌ لیتر یخ‌ به‌ دست‌ می‌آید. به‌ همین‌ جهت‌ وزن‌ یخ‌، کمتر از آب‌ هم‌ حجمش‌ است‌. به‌ این‌ ترتیب‌ وقتی‌ یخ‌ درون‌ آب‌ قرار می‌گیرد، تنها ۹/۱۰ آن‌ در آب‌ فرو می‌رود و۱/۱۰ دیگرش‌ بر روی‌ آن‌ شناور می‌ماند.

در مناطق‌ سردسیر انجماد آب‌ درون‌ لوله‌ها موجب‌ ترک‌ خوردن‌ آنها می‌شود. حجم‌ آب‌ به‌ محض‌ یخ‌ زدن‌، افزایش‌ می‌یابد. این‌ افزایش‌ حجم‌، نیروی‌ زیادی‌ بر جداره‌ لوله‌ وارد می‌کند و باعث‌ ترک‌ خوردن‌ آن‌ می‌شود. در کشور فنلاند از این‌ خاصیّت‌ برای‌ شکستن‌ صخره‌ها استفاده‌ می‌شود. بدین‌ منظور، آب‌ را وارد منافذ خالی‌ بین‌ صخره‌ها می‌کنند. آب‌ پس‌ از یخ‌ زدن‌ منبسط‌ می‌شود و فشار حاصل‌ از انبساط‌ آن‌، صخره‌ها را می‌شکند.