通常情况下水结冰的时候会膨胀,相同质量的水凝固之后会占更大的体积,F浮=ρ液·g·V排,浮力大于重力就浮上来啦。
再比如说鸡尾酒里的冰块,周围的液体密度小,提供不了足够的浮力就沉下去了。
然而需要注意的是,只有摄氏0~4度的水才会热缩冷涨,如果冰块的温度持续降低,体积也是会收缩的;此外冰块里面的气泡和其他溶质(如自来水里的氯离子,钙离子,镁离子,碳酸根离子等)也是会影响冰块自身的整体密度。
再往深了说,如果冰块和周围液体温差小的话,如标准大气压下冰水混合物,周围液体由于同样的冷膨胀,密度也会像冰块一样减小,这样水凝固膨胀的浮力效应就会被削弱。而如果将冰块投入沸水,在最开始的一段时间内,冰块表面升华出的气体或是高温液体会用关于流体动力学的方式把冰块带上水面,就像金属钠与水的反应。
如果你看到冰块静止在水中央,那一定是非常厉害非常巧的动态平衡了。