물은 왜 표면부터 얼까요?! 궁금합니다

유동성 액체나 기체상태의 물질은 밀도차에 의해 밀도가 낮으면 위로 이동하고 밀도가 낮으면 아래로 이동합니다.

 물은 섭씨 4도씨에서 가장 부피가 작아 밀도가 가장 낮습니다.그래서 4도씨의 물이 가장 아래에 위치해 얼음이 위에서 부터 얼게 됩니다. 또한 물은 다른 물질과 다르게 얼면 부피가 증가하므로 물위에 뜨게 됩니다.

물은 얼어서 표면적이 커지기 때문입니다.

보통의 물질은 온도가 내려갈수록 에너지가 작아지기 때문에 원자활동이 줄어들게 되고
원자 사이의 거리가 좁아져 밀도가 커지게 되죠. (같은 부피에 더 많은 양의 입자가 들어갔다고 보면 됩니다.)

물도 마찬가지로 온도가 낮아지게 되면 밀도가 커지죠.

하지만 섭씨 4도가 되면(대기압 하) 가장 밀도가 커졌다가 물이 얼기시작하면서 정육면체의 입방형으로 원자 배열이 바뀝니다.

부피가 커지는거죠. 같은 양의 입자인데 부피가 커지니 밀도는 당연히 낮아지고
주위 물보다 상대적으로 밀도가 낮으니 수면으로 부상하게 됩니다.

얼음이 물보다 밀도가 작아 표면부터 얼게되는거죠.