Vad händer när isbiten smälter?

Rinner hinken över - eller sjunker vattenytan i stället?
Publicerad

Sven och Monica är på härlig fjällsemester i en jämtländsk stuga utan rinnande vatten. På kvällen sitter Sven framför den knastrande brasan och försöker lösa ett Hjärnbruk i Forskning & Framsteg, när Monica kommer in från kylan med en bräddfylld hink med vatten. Ovan vattenytan syns toppen på en isbit.

– Om du låter hinken stå framme så kommer isbiten att smälta, och då rinner det över på golvet, varnar Sven.

– Det tror jag inte, svarar Monica. Is är ju lättare än vatten, så det är nog snarare så att vattennivån sjunker.

Vem av dem har rätt?

De diskuterar en stund och kommer på några ytterligare, intressanta frågor. Vad händer med vattennivån i den bräddfyllda hinken om den smältande isbiten innehåller…

…en luftblåsa?

…en blåsa med flytande vatten?

…en infrusen metalldel från en slalombindning?

Facit till ’Vad händer när isbiten smälter?

När isbiten flyter är krafterna uppåt och nedåt lika. Kraften nedåt utövas av vikten av isbiten, och kraften uppåt är lika stor som vikten av det vatten som skulle rymmas i den ”grop” i vattnet som isbiten gör (Arkimedes princip).

När isbiten smälter och blir till vatten förändras inte vikten, utan den smälta isen fyller exakt ut den ”grop” i vattnet som den gjorde i sitt liv som isbit. Alltså är nivån i hinken konstant.

Av ovanstående kan man dra slutsatsen att en vattenvolym sväller något när den fryser till is. En annan slutsats är att om den flytande isen i Arktis smälter till följd av den globala uppvärmningen, så stiger inte världshavens nivå (på grund av bland annat olikheter i salthalt kan det i praktiken bli marginella nivåförskjutningar). Om däremot isen på Antarktis landmassa smälter, så stiger havsnivån.

Om isbiten innehåller en luftblåsa eller vattenblåsa kan vi tänka oss att vi borrar ett mentalt hål uppifrån respektive nerifrån till blåsan. Då ”ser” vi att isbiten förvandlas till samma typ av isbit som i det första fallet. Alltså förändras inte vattennivån i hinken.

Om vi har en infrusen metalldel i isbiten förändras däremot vattennivån. Här kan vi tänka oss att vi underifrån pillar ut den ur isbiten så att den sjunker till bottnen av hinken. Isbiten kommer då att bli lättare och stiga något samtidigt som vattennivån i hinken sjunker till en nivå som sedan är konstant när isbiten smälter, precis som i första fallet.

Ledtråd till ’Vad händer när isbiten smälter?’

Publicerad

Upptäck F&F:s arkiv!

Se alla utgåvor