Номер 11.21, страница 36 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 11. Плотность вещества. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 11.21, страница 36.

11.21 [248] Наибольшую плотность вода имеет при температуре $4 \ ^\circ \text{C}$. Как изменяются масса, объём и плотность воды при охлаждении её от $4 \ ^\circ \text{C}$ до $0 \ ^\circ \text{C}$?

Решение

Для ответа на вопрос рассмотрим поочерёдно каждую из физических величин.

Масса

Масса — это мера количества вещества. В условии задачи рассматривается охлаждение определённого количества воды. Поскольку в процессе охлаждения вода не добавляется и не убирается, её количество не меняется. Следовательно, масса воды остаётся постоянной.

Плотность

В условии задачи указано, что вода имеет наибольшую плотность при температуре 4 °C. Это означает, что при любом отклонении температуры от 4 °C (как при нагревании, так и при охлаждении) плотность воды будет уменьшаться. Процесс, описанный в задаче, — это охлаждение от 4 °C до 0 °C. Следовательно, плотность воды уменьшается.

Объём

Объём ($V$), масса ($m$) и плотность ($ρ$) вещества связаны между собой формулой: $ρ = \frac{m}{V}$. Выразим из этой формулы объём: $V = \frac{m}{ρ}$. Так как масса воды остаётся постоянной, а её плотность, как мы выяснили, уменьшается, то знаменатель в дроби становится меньше. Это приводит к увеличению значения самой дроби, то есть к увеличению объёма. Данное явление называется аномальным расширением воды.

Ответ: При охлаждении воды от 4 °C до 0 °C её масса не изменяется, объём увеличивается, а плотность уменьшается.