加几多salt落水先会令铁叉浮在水面?



更新1: 食盐加入水中并不会使铁叉浮起来。因为加入的盐分并不能改变水的密度。这里提到的“salt”一词可以指代多种盐类，例如溶解度极低的碱（如PbSO4）几乎不与水反应，理论上对水密度的改变微乎其微，只需极少量即可达到饱和状态，剩余的盐分会沉淀到水底。而对于那些极易溶解于水的盐类（如NaCl），它们对水的密度可能会有更大的影响，因为当这些盐类溶解时，水分子中的H+和OH-会被Cl-和Na+离子所吸引，生成HCl和NaOH（它们都是分子，不会改变pH值）。在这种情况下，水实际上已经变成了某种盐类溶液，不再是纯净的水，因此其密度也会有所不同。但是，既然你提出了这样的问题，可能是想了解需要加多少盐才能使铁叉浮在水面上。答案是，无论加入多少盐，铁叉都不会浮起来。即使你加入无限多的盐，直至溶液远远超过饱和状态，导致过量盐分沉淀，最多的结果也只是浓盐水加上固体盐。液态的密度不可能大于固态的密度，除非你将液体加压至固态，那么铁叉就会位于固态盐之上。但是，“浮”这个词似乎只适用于液体。要使铁叉浮在水面上，必须使其密度小于水的密度。然而，铁叉是固体，其浓度基本等同于其密度，铁的密度约为7874 kg/m³，而水的密度约为1000 kg/m³，两者相差悬殊，因此在常温常压下，铁叉是不可能浮在水面上的。
补充1: 然而，如果硬是要让铁浮在水面上，也不是完全不可能。甚至不需要加入任何盐分，只要将铁加热至高于3023K（铁的沸点），或者将铁置于极低压力的环境中，使其成为气态铁（Fe(g)），那么它就有可能浮在水面上。
补充2: 确实，这里有一个逻辑漏洞。盐类溶解于水时会破坏部分氢键，从而降低表面张力，这可能看似会减少浮力。但是，盐类溶解会增加水中的离子浓度，这些离子会与水分子形成更多更强的相互作用，这可能会抵消表面张力的降低。此外，水银（Hg）的密度就比铁高，而且水银不会与铁发生汞齐反应，至少不会溶解于水。因此，水银可以浮在铁的上面，这证明了密度较大的液体确实可以浮在密度较小的固体上。