Lecția II.1 conține următoarele grupuri de exerciții:
Alege rezolvarea exercițiului:
Exercițiul 1 (gratuit)
Rezolvare scurtă
Gheața plutește pe apă deoarece are o densitate mai mică decât apa lichidă. Acest fenomen este cunoscut sub numele de anomalia densității apei.
La răcire, apa atinge densitatea maximă la \( 4^\circ \text{C} \).
La răcirea de la \( 4^\circ \text{C} \) la \( 0^\circ \text{C} \), moleculele de apă se îndepărtează și se ordonează formând cristale de gheață.
În interiorul cristalelor de gheață există spații goale, ceea ce face ca densitatea gheții să fie mai mică decât cea a apei lichide.
Rezolvare detaliată
Pasul 1: Identificarea stării de agregare și a condiției de plutire
Observăm că gheața reprezintă starea solidă a apei, în timp ce apa cu care suntem obișnuiți reprezintă starea lichidă. Un corp plutește pe un lichid dacă densitatea sa este mai mică decât densitatea lichidului respectiv. Așadar, gheața trebuie să aibă o densitate mai mică decât apa lichidă.Pasul 2: Analiza comportamentului apei la răcire
Explicăm modul în care se modifică densitatea apei în funcție de temperatură. Prin răcire, densitatea apei crește odată cu scăderea temperaturii, atingând o valoare maximă la exact \( 4^\circ \text{C} \).Pasul 3: Explicarea formării cristalului de gheață sub \( 4^\circ \text{C} \)
Explicăm ce se întâmplă dacă se continuă răcirea apei de la \( 4^\circ \text{C} \) spre \( 0^\circ \text{C} \) (punctul de îngheț). În acest interval, densitatea apei începe să scadă. Moleculele de apă se îndepărtează unele de altele, mișcarea lor se încetinește și încep să se ordoneze simetric, formând structuri regulate numite cristale de gheață.Pasul 4: Formularea concluziei pe baza „anomaliei apei”
Precizăm că în structura cristalului de gheață se formează spații goale. Din cauza acestor spații goale, volumul crește, iar gheața capătă o densitate mai mică decât cea a apei lichide. Acest comportament neobișnuit este cunoscut sub numele de anomalia densității apei și este motivul principal pentru care gheața plutește la suprafața apei.Rezolvare scurtă:
Gheața plutește pe apă din cauza anomaliei densității apei: la răcirea sub \( 4^\circ \text{C} \), moleculele se ordonează în cristale cu spații goale, scăzând densitatea gheții sub cea a apei lichide.
