Номер 11.16, страница 36 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 11. Плотность вещества. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 11.16, страница 36.

11.16 [243] Чем объяснить отличие плотности водяного пара от плотности воды?

Отличие плотности водяного пара от плотности воды объясняется разным строением этих веществ на молекулярном уровне, что связано с их агрегатным состоянием (газообразным для пара и жидким для воды).

Плотность ($\rho$) — это физическая величина, равная отношению массы тела ($m$) к его объему ($V$):

$\rho = \frac{m}{V}$

И вода, и водяной пар состоят из одних и тех же молекул ($H_2O$). Однако их расположение и взаимодействие различны:

1. В жидкой воде молекулы расположены близко друг к другу, практически вплотную. Расстояния между ними сравнимы с размерами самих молекул. Силы межмолекулярного притяжения достаточно сильны, чтобы удерживать молекулы вместе, поэтому жидкость сохраняет свой объем.

2. В водяном паре (газе) молекулы движутся свободно и хаотично, а среднее расстояние между ними во много раз (в десятки и сотни раз) превышает размеры самих молекул. Силы притяжения между ними очень слабы и не могут удержать их вместе. Вследствие этого газ занимает весь предоставленный ему объем.

Таким образом, одна и та же масса вещества в газообразном состоянии (пар) занимает гораздо больший объем, чем та же масса в жидком состоянии (вода). Так как объем ($V$) находится в знаменателе формулы плотности, при значительно большем объеме плотность вещества будет значительно меньше.

Ответ: Отличие плотности объясняется тем, что в водяном паре (газ) молекулы находятся на значительно больших расстояниях друг от друга, чем в воде (жидкость). Поэтому одинаковая масса вещества в виде пара занимает гораздо больший объем, что и приводит к его меньшей плотности.