বরফ পানিতে ভাসে কেন?

কারণ জমে যাওয়ার সময় পানির অণুগুলো একটি ফাঁকা, ষড়ভুজাকার কেলাস কাঠামোয় বাঁধা পড়ে। সেই কাঠামোয় অণুগুলোর মধ্যে দূরত্ব তরল অবস্থার চেয়ে বেশি, তাই একই ভরের বরফ বেশি জায়গা নেয় — অর্থাৎ বরফের ঘনত্ব পানির চেয়ে কম।

এর পেছনে আছে হাইড্রোজেন বন্ধন। পানির প্রতিটি অণু প্রতিবেশী অণুর সঙ্গে দুর্বল বন্ধনে যুক্ত হতে পারে, আর জমে গেলে সেই বন্ধনগুলো অণুগুলোকে একটি নির্দিষ্ট, ফাঁকা বিন্যাসে ধরে রাখে। তরল অবস্থায় বন্ধনগুলো ভাঙে-গড়ে, ফলে অণুগুলো ঘন হয়ে থাকতে পারে।

এই বৈশিষ্ট্যটি জীবনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। শীতে হ্রদ ও নদী উপর থেকে জমতে শুরু করে, আর ভাসমান বরফের স্তর নিচের পানিকে নিরোধকের মতো ঢেকে রাখে। বরফ ডুবে গেলে জলাশয় নিচ থেকে জমত এবং জলজ প্রাণীরা বাঁচত না।

বোতলে পানি ভরে ফ্রিজে রাখলে বোতল ফেটে যায় এই একই কারণে — জমার সময় পানি জায়গা বেশি নেয়, আর সেই প্রসারণ থামানো যায় না। প্রকৃতিতেও এটি ঘটে: পাথরের ফাটলে জমা পানি জমে গিয়ে পাথর ভাঙে, যা মাটি তৈরির একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়া।