Почему у льда плотность меньше чем у воды?

Answer 1

На фотографии лед под микроскопом замороженный на воздухе, мы видим пузыри воздуха которые вморожены в структуру и добавляют замороженной воде объема. Поэтому говорят вода при замерзании расширяется, а по факту расширяется объем льда из-за пузырей воздуха. По этой же причине говорят что лед легче воды, так как воздух играет роль поплавков, которые тянут лед на поверхность. Но вода замороженная в условиях вакума тонет, потому что в структуре нет воздуха который бы удерживал его на поверхности воды. Как видите никакой тайны воды не существует, достаточно логики микроскопа и стакана с водой.

Answer 2

В жидкой воде молекулы связаны водородными связями, но эти связи постоянно разрушаются и перестраиваются из-за теплового движения молекул. Это приводит к тому, что молекулы воды могут подходить ближе друг к другу, заполня промежутки. В результате плотность воды в жидком состоянии оказывается довольно высокой.

Когда температура воды падает ниже 0, молекулы начинают замедляться, и водородные связи становятся боле стабильными. Это приводит к образованию шестиугольной кристаллической структуры льда (тетраэдрическая форма) . В таком упорядоченном состоянии молекулы воды занимают больше места, так как между ними образуются пустоты. Эти пустоты увеличивают объём льда по сравнению с жидкой водой, что и приводит к снижению плотности. (Увеличение объема прямо пропорционально влияет на плотность)