冰一定會浮於水面上?
為什麼冰會浮起來？從「普通水」到「重水」的有趣差異
我們日常生活中最熟悉的現象之一，就是冰塊能漂浮在水面上。這聽起來再自然不過，但如果仔細思考，其實很特別：大多數物質的固態密度都比液態大，因此會下沉，然而水卻是少數的例外。
普通水 (H₂O) 的特性
在 0 ℃ 下，液態水的密度約為 0.9998 g/cm³，而冰的密度約為 0.917 g/cm³。由於冰的密度較小，它就能浮在水面上。這個特性對地球生命至關重要——湖泊或海洋在冬天結冰時，冰層會漂浮在上方，形成一層「保護層」，避免下方水體完全凍結，讓水中生物能在嚴寒環境下存活。
重水 (D₂O) 的差異
所謂「重水」，是將水分子中的氫原子換成較重的氘原子（deuterium, D）。因為氘比氫重，重水的密度比普通水大，在 0 ℃ 下約為 1.105 g/cm³。
那麼重水的冰（D₂O 冰）呢？它的密度大約是 1.017 g/cm³，仍然比液態重水小一點，所以在重水中，冰塊也能浮起來，但浮力比普通冰在普通水中弱得多。
重水冰在普通水中的表現
當我們把「重水冰」放到普通水裡時，情況就完全不同了。由於 重水冰的密度 (1.017 g/cm³) 大於普通液態水 (0.9998 g/cm³)，因此它會直接下沉！這就是為什麼圖片中展示的實驗裡，透明的普通冰漂浮在上方，而重水冰卻沉到水底。
小結
水的特殊性質讓地球生態得以維持，而透過比較「普通水」與「重水」的差異，我們能更清楚地理解密度與浮沉之間的關係：
普通冰 (H₂O 冰)：浮在普通水上
重水冰 (D₂O 冰)：浮在重水上，但會沉入普通水中
