Номер 83, страница 16 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Первоначальные сведения о строении вещества. 4. Строение вещества. Молекулы. Броуновское движение. Диффузия в газах, жидкостях и твёрдых телах. Температура. Взаимное притяжение и отталкивание молекул - номер 83, страница 16.

Решение.

Глубокие пруды не промерзают до дна из-за уникального физического свойства воды — её плотность максимальна при температуре около $4^\circ \text{C}$. Этот процесс можно описать поэтапно. С наступлением холодов поверхностный слой воды в пруду охлаждается, его плотность увеличивается, и он опускается на дно. На его место поднимается более тёплая и менее плотная вода из глубины. Такой процесс перемешивания воды, называемый конвекцией, продолжается до тех пор, пока вся толща воды в водоёме не достигнет температуры максимальной плотности, то есть $4^\circ \text{C}$.

При дальнейшем охлаждении, когда температура поверхностного слоя опускается ниже $4^\circ \text{C}$, плотность воды начинает уменьшаться (это явление называют аномалией плотности воды). В результате эта более холодная, но менее плотная вода остаётся на поверхности и больше не опускается на дно. Конвекция прекращается. На дне водоёма сохраняется слой самой плотной воды с температурой $4^\circ \text{C}$.

Когда температура на поверхности достигает $0^\circ \text{C}$, вода начинает замерзать. Лёд имеет плотность меньшую, чем у жидкой воды, поэтому он остаётся на поверхности, образуя ледяной покров. Этот слой льда, а также возможный слой снега на нём, обладают низкой теплопроводностью и служат эффективным теплоизолятором. Они защищают воду под собой от холодного воздуха и значительно замедляют её дальнейшее промерзание.

Таким образом, сочетание этих факторов — максимальная плотность воды при $4^\circ \text{C}$, плавающий на поверхности менее плотный лёд и его теплоизоляционные свойства — приводит к тому, что на дне глубоких водоёмов сохраняется положительная температура, которая позволяет водным организмам пережить зиму.

Ответ: Глубокие пруды не промерзают до дна, потому что вода имеет максимальную плотность при $4^\circ \text{C}$. Из-за этого более холодная вода и лёд (при температуре $0^\circ \text{C}$ и ниже) оказываются менее плотными и остаются на поверхности. Образовавшийся слой льда является теплоизолятором и препятствует дальнейшему охлаждению глубинных слоев воды, где сохраняется положительная температура.