ความหนาแน่นของน้ำ ช่วยเอื้อประโยชน์ต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด

สมบัติของน้ำ : น้ำแข็งลอยน้ำ

สมบัติของน้ำ : ความหนาแน่นของน้ำ

สมบัติของน้ำ ข้อที่หนึ่ง  ความหนาแน่นของน้ำ : ทำไมน้ำแข็งถึงลอยน้ำ 

ในชีวิตประจำวัน เราคงเคยเห็นวัตถุที่เป็นของแข็งส่วนใหญ่มักจะจมน้ำ เช่น ก้อนหิน เหล็กเส้น และกระเบื้อง เป็นต้น แต่น้ำแข็งซึ่งมีสถานะเป็นของแข็งกลับลอยอยู่ที่ผิวน้ำได้ นับเป็น สมบัติที่สำคัญของน้ำ อย่างหนึ่ง การที่น้ำแข็งลอยน้ำได้นั้นเกี่ยวข้องกับ “ความหนาแน่น” (ความหนาแน่นคือ มวลของสารต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร มีหน่วยเป็นกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (Kg/m3)

สสารส่วนใหญ่บนโลกประกอบด้วย 3 สถานะ ได้แก่ ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ โดยทั่วไป สถานะของแข็งจะมีความหนาแน่นมากกว่าสถานะของเหลว แต่สำหรับคุณสมบัติของน้ำกลับพบว่า ที่สถานะของแข็ง หรือที่เรานิยมเรียกว่า “น้ำแข็ง” มีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ เราจึงสามารถพบเห็นภูเขาน้ำแข็งก้อนมหึมาลอยน้ำได้ ทะเลสาบกลายเป็นน้ำแข็งในฤดูหนาว หรือแม้แต่น้ำแข็งที่ลอยอยู่ในแก้วเครื่องดื่มของเรา

สาเหตที่ความหนาแน่นของน้ำแข็งต่ำกว่าน้ำ เนื่องจาก “โมเลกุลของน้ำแข็ง” อยู่ชิดกันเป็นกลุ่ม และมีช่องว่างระหว่างโมเลกุลเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความหนาแน่นของน้ำแข็งลดลง

สมบัติที่สำคัญของน้ำ, น้ำแข็ง, วิทยาศษสตร์, ความหนาแน่น
ภาพกราฟิกแสดงให่เห็น คุณสมบัติสำคัญของน้ำ ที่ส่งผลให้นำแข็งลอยอยู่บนน้ำได้

คลิกชมภาพขนาดใหญ่

การลอยตัวของน้ำแข็งสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตอย่างไร

การลอยตัวของภูเขาน้ำแข็ง หรือการแข็งตัวของผิวน้ำในทะเลสาบ ช่วยให้สัตว์น้ำชนิดต่างๆ ทั้งที่อาศัยอยู่หน้าดินและที่แหวกว่ายอยู่ในน้ำ ดำรงชีวิตอยู่ในน้ำได้ตามปกติ  เพราะหากน้ำที่อยู่ลึกลงไปใต้ผิวน้ำหรือท้องน้ำกลายเป็นน้ำแข็ง สัตว์น้ำต่างๆ คงไม่รอดจากการถูกแช่แข็งและไม่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้

 

อ่านเพิ่มเติม : พืชลำเลียงน้ำจากรากไปสู่ปลายยอดที่อยู่สูงกว่าได้อย่างไร

เรื่องแนะนำ

หมูอาจเป็นคำตอบของ การปลูกถ่ายอวัยวะ ต่างสปีชีส์

 การปลูกถ่ายอวัยวะ ต่างสปีชีส์นั้นอาจจะเป็นทางเลือกอีกทางของการปลูกถ่ายอวัยวะในมนุษย์ จากการรายงานของผลการทดลองล่าสุด ถึงแม้ว่าจะมีจำนวนประชากรชาวสหรัฐฯ ทั้งหมดกว่าร้อยละ 54 ที่ลงทะเบียนบริจาคอวัยวะ แต่ก็มีเพียงแค่ 1 ใน 3 ของประชากรในจำนวนนั้น ที่ผ่านเกณฑ์ หรือเสียชีวิตแล้วสภาพอวัยวะยังอยู่ในเกณฑ์ที่ยังสามารถใช้งานได้ นั้นทำให้ผู้ป่วยทั้งหมดกว่า 100,000 รายยังคงต้องต่อคิวรอ การปลูกถ่ายอวัยวะ ซึ่งโดยส่วนใหญ่เสียชีวิตก่อนที่จะได้รับ การปลูกถ่ายเสียอีก มีตัวเลือกอื่นอีกไหม โดยความต้องการของการเปลี่ยนถ่ายอวัยวะนั้น มีจำนวนมากกว่าคนที่บริจาคมาตลอดหลายปีที่ผ่านมา และคาดว่าก็ยังคงเป็นเช่นนี้ไปอีกนาน ทำให้นักวิจัยต้องเบี่ยงเข็มไปที่ การปลูกถ่ายอวัยวะต่างสปีชีส์ (Xenotransplantation) แต่ว่าการทำเช่นนี้นั้นก็มีความเสี่ยงอยู่มาก และอาจเกิดเหตุไม่คาดฝันได้ในขณะการผ่าตัด ทำให้การกระทำเช่นนี้นั้นยังไม่เป็นที่นิยม และยอมรับมากนัก แต่การค้นพบครั้งนี้อาจทำให้การปลูกถ่ายอวัยวะ นั้น เป็นเรื่องง่าย อีกทั้งยังไม่ต้องรบกวนผู้บริจาคอวัยวะอีกด้วย แล้วจะใช้หัวใจสัตว์ชนิดไหน ถึงแม้ว่าถ้ามองในเรื่องของการวิวัฒนาการนั้น ลิงแทบจะเปรียบเสมือนกับเป็นญาติสายเลือดเดียวกันของมนุษย์นั้น และสามารถเป็นตัวแทนของมนุษย์ได้แทบจะไร้ที่ติ แต่ทว่าการนำหัวใจของลิง มาปลูกถ่ายใส่ไว้ในตัวของมนุษย์นั้น ก็ยังเป็นเครื่องหมายคำถามอยู่ต่อไป นั้นก็เป็นเพราะ การปลูกถ่ายอวัยวะจากลิงมาสู้ตัวมนุษย์นั้น อาจจะทำให้มนุษย์ที่ได้รับอวัยวะนั้นติดเชื้อได้ และเสียชีวิตได้ อีกทั้งการเพาะเลี้ยงสัตว์พวกนี้ก็ถือว่าเป็นเรื่องที่ยาก แต่ก็ยังมีสัตว์อีกหนึ่งชนิด ที่มนุษย์เราเพาะเลี้ยงกันเป็นประจำ และในจำนวนที่มาก อยู่แล้วอย่างหมู โดยหมูนั้นเป็นหนึ่งในสัตว์ที่สามารถปรับเปลี่ยนพันธุกรรมได้ง่าย และระบบการทำงานของอวัยวะนั้นก็มีความใกล้เคียงกับของมนุษย์อีกด้วย โดยนักวิจัยได้มองการปลูกถ่ายอวัยวะต่างสปีชีส์นั้น ให้เป็นตัวแทนของการปลูกถ่ายอวัยวะโดยมนุษย์ด้วยกันเอง […]

พบนกในยุคไดโนเสาร์พันธุ์ใหม่ รอยต่อวิวัฒนาการการบิน

เจ้านกประหลาดที่ถูกค้นพบในจีนนี้เคยมีชีวิตอยู่เมื่อ 127 ล้านปีก่อน ผลการวิเคราะห์โครงกระดูกของมันเผยให้เห็นความแตกต่างจากนกในปัจจุบัน

เหตุผลอันน่าประหลาดใจ ว่าทำไมหมีขั้วโลกต้องพึ่งพาน้ำแข็งทะเลเพื่ออยู่รอด

งานวิจัยชิ้นใหม่สำรวจความเชื่อมโยงชิ้นสำคัญในห่วงโซ่อาหารของเหล่า หมีขั้วโลก ทุกฤดูหนาว น้ำแข็งในทะเลอาร์กติกจะขยายตัวรอบขั้วโลก กิ่งก้านเยือกแข็งของมันแผ่ขยายไปตามแนวชายฝั่งทางเหนือ ขณะนี้ น้ำแข็งทะเลเพิ่งผ่านจุดที่ขยายตัวมากที่สุดในรอบปี และจะเริ่มหดตัวเมื่อฤดูใบไม้ผลิมาถึง นี่เป็นช่วงเวลาที่สำคัญสำหรับหมีขั้วโลก ซึ่งมีแหล่งอาหารที่เกี่ยวพันกับน้ำแข็งทะเลอย่างไม่อาจแยกขาดจากกันได้ และในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา น้ำแข็งทะเลหดตัวอย่างรวดเร็วกว่าที่เคยเป็นมา ข้อมูลจากศูนย์ข้อมูลด้านหิมะและน้ำแข็งแห่งชาติ (National Snow and Ice Data Center) ระบุว่า ในปี 2019 น้ำแข็งทะเลที่ปกคลุมอาร์กติก มีขนาดเล็กที่สุดเป็นอันดับเจ็ด นับตั้งแต่พวกเขาเริ่มเก็บข้อมูลจากดาวเทียมเมื่อ 40 ปีก่อน ในปีนี้ “[การหดตัวของน้ำแข็งทะเล] ไม่ได้สร้างสถิติใหม่ แต่สิ่งสำคัญคือแนวโน้ม” แอนดรูว์ เดโรเชอร์ (Andrew Derocher) นักวิทยาศาสตร์ด้านหมีขั้วโลกแห่งมหาวิทยาลัยแอลเบอร์ตา กล่าว “แนวโน้มเชิงลบของน้ำแข็งทะเลตลอดทุกเดือน เป็นสิ่งที่น่ากังวล” ฤดูใบไม้ผลิที่หนาวเย็นทำให้น้ำแข็งคงตัวอยู่ได้ ซึ่งทำให้หมีขั้วโลกสามารถเข้าถึงหนึ่งในอาหารโปรดอย่างแมวน้ำได้ง่ายขึ้น แต่ฤดูใบไม้ผลิที่อุ่นขึ้นทำให้เส้นทางหาอาหารที่สำคัญของพวกมันขาดหายไป “สำหรับ หมีขั้วโลก หมีตัวที่อ้วนที่สุดคือตัวที่อยู่รอด” เดโรเชอร์กล่าว หมีที่ตัวอ้วนกว่า มีโอกาสที่จะอยู่รอดในฤดูร้อนซึ่งไม่มีน้ำแข็งและไม่มีหรือแทบไม่มีแหล่งอาหาร มากกว่าตัวที่ผอม และหมีเพศเมียที่อ้วนกว่า ต้องการพลังงานเพื่อให้กำเนิดและเลี้ยงดูลูกให้มีสุขภาพดีได้โดยสมบูรณ์ “ไม่เคยมี หมีขั้วโลก ตัวไหนที่มองตัวเองในทะเลสาบที่ละลาย แล้วคิดว่านี่ฉันอ้วนเกินไปแล้วนะ” […]

ยานร้างกลางทะเลทราย

ย้อนกลับไปในยุคสงครามเย็น ศูนย์ปล่อยอากาศยานแห่งนี้คือความภาคภูมิใจ ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งในความพยายามของสหภาพโซเวียตที่จะเอาชนะสหรัฐอเมริกา แต่ปัจจุบันสถานที่แห่งนี้กลับถูกทิ้งร้าง