Номер 11.22, страница 36 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 11. Плотность вещества. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 11.22, страница 36.

11.22 [249] Как изменится масса, объём и плотность воды при нагревании от 0 до $4^{\circ}\text{C}$? (см. задачу 11.21.)

Масса

Масса тела является мерой количества вещества в нем. При нагревании воды от 0 до 4 °C количество молекул воды не изменяется, так как не происходит добавления или удаления вещества. Следовательно, масса воды останется постоянной.

Ответ: Масса воды не изменится.

Объём

Вода обладает уникальным свойством, известным как аномалия плотности. В отличие от большинства веществ, которые расширяются при нагревании, вода в диапазоне температур от 0 °C до 4 °C ведёт себя иначе. При нагревании от 0 °C до 4 °C вода сжимается. Это связано с тем, что при 0 °C в структуре жидкой воды всё ещё присутствуют остатки рыхлой, похожей на лёд, структуры. При дальнейшем нагревании эти структуры разрушаются, и молекулы воды упаковываются плотнее. В результате объём, занимаемый водой, уменьшается, достигая своего минимального значения при температуре около 4 °C.

Ответ: Объём воды уменьшится.

Плотность

Плотность $\rho$ связана с массой $m$ и объёмом $V$ соотношением $\rho = m/V$. Так как масса воды при нагревании от 0 °C до 4 °C остаётся постоянной, а её объём, как было показано выше, уменьшается, то плотность воды будет увеличиваться. Максимальной плотности вода достигает именно при температуре 4 °C.

Ответ: Плотность воды увеличится.