A água sólida, ou gelo, não flutua na água líquida porque é menos densa que a água. Na verdade, o gelo é menos denso que a água no estado líquido. É por isso que o gelo flutua em cima da água. A densidade do gelo é de cerca de 917 quilogramas por metro cúbico, enquanto a densidade da água líquida é de cerca de 1.000 quilogramas por metro cúbico. Essa diferença de densidade é a razão pela qual o gelo flutua na água.

Então, por que o gelo flutua na água?

A chave para entender por que o gelo flutua na água está na estrutura molecular da água. As moléculas de água são compostas por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio (H2O). Essas moléculas são polares, o que significa que têm uma extremidade positiva e uma extremidade negativa. A extremidade positiva da molécula de água é atraída pela extremidade negativa de outra molécula de água e vice-versa. Essa atração entre as moléculas de água é o que mantém a água unida e lhe dá sua forma líquida.

Quando a água congela, as moléculas ficam mais lentas e ficam mais ordenadas. Essa ordenação permite que as moléculas formem uma estrutura cristalina, razão pela qual o gelo é sólido. A estrutura cristalina do gelo é menos densa que a da água líquida, razão pela qual o gelo flutua na água.

A densidade da água também é afetada pela temperatura. À medida que a água esfria, sua densidade aumenta. É por isso que o gelo flutua em cima de água quente, mas não em água muito fria.