Il ghiaccio galleggia sull'acqua perché è meno denso dell'acqua.
Quando l'acqua si congela nella sua forma solida, le sue molecole sono in grado di formare legami idrogeno più stabili bloccandoli in posizioni. Poiché le molecole non si muovono, non sono in grado di formare tanti legami di idrogeno con altre molecole d'acqua. Questo porta le molecole di acqua ghiacciata a non essere così vicine come nel caso dell'acqua liquida, riducendo così la sua densità.
La maggior parte delle sostanze nella loro forma solida è più densa delle loro forme liquide. L'opposto è vero in acqua. Questa proprietà dell'acqua è in qualche modo insolita e rara.
L'acqua è in realtà più densa a 4 ° C. A qualsiasi temperatura inferiore o superiore a 4ºC, l'acqua diventa meno densa.
Il ghiaccio galleggia sull'acqua perché è meno denso dell'acqua.
La densità è definita come massa per unità di volume di una sostanza. Dicendo che il ghiaccio è meno denso dell'acqua, intendiamo dire che un campione di ghiaccio occuperà più spazio di un campione d'acqua con la stessa massa.
Ghiaccio e acqua sono entrambi fatti dello stesso elemento
I legami idrogeno che si formano quando l'acqua si congela in ghiaccio permettono alle molecole di essere distanziate più distanti, facendo in modo che occupino più spazio, diminuendo la densità complessiva e facendola galleggiare nell'acqua.
La ragione per cui la densità determina se qualcosa galleggerà o affonderà è perché, come afferma la terza legge di Newton:
e così la forza gravitazionale per due sostanze con lo stesso volume sarà maggiore per la sostanza con massa più alta e quindi più alta densità.
L'acqua per una fabbrica è conservata in un serbatoio emisferico il cui diametro interno è di 14 m. Il serbatoio contiene 50 kilolitri di acqua. L'acqua viene pompata nel serbatoio per riempire la sua capacità. Calcola il volume di acqua pompata nel serbatoio.
668,7 kL Dato d -> "Il diametro del serbatoio emisferico" = 14 m "Volume del serbatoio" = 1/2 * 4/3 * pi * (d / 2) ^ 3 = 1/2 * 4/3 * 22 / 7 * (7) ^ 3m ^ 3 = (44 * 7 * 7) /3m^3~~718.7kL Il serbatoio contiene già 50kL di acqua. Quindi il volume di acqua da pompare = 718,7-50 = 668,7 kL
L'acqua esce da una vasca conica rovesciata ad una velocità di 10.000 cm3 / min, allo stesso tempo l'acqua viene pompata nel serbatoio ad una velocità costante Se il serbatoio ha un'altezza di 6 metri e il diametro nella parte superiore è 4 metri e se il livello dell'acqua aumenta di 20 cm / min quando l'altezza dell'acqua è di 2 metri, come si trova la velocità con cui viene pompata l'acqua nel serbatoio?
Sia V il volume d'acqua nel serbatoio, in cm ^ 3; sia la profondità / altezza dell'acqua, in cm; e sia r il raggio della superficie dell'acqua (in alto), in cm. Poiché il serbatoio è un cono invertito, lo è anche la massa d'acqua. Dato che il serbatoio ha un'altezza di 6 me un raggio nella parte superiore di 2 m, triangoli simili implicano che frac {h} {r} = frac {6} {2} = 3 in modo che h = 3r. Il volume del cono invertito dell'acqua è quindi V = frac {1} {3} pi r ^ {2} h = pi r ^ {3}. Ora differenziate entrambi i lati rispetto al tempo t (in minuti) per ottenere frac {dV} {
Quale quantità di ghiaccio deve essere aggiunta a 540,0 g di acqua a 25,0 ° C per raffreddare l'acqua a 0,0 ° C e non avere ghiaccio?
È necessario aggiungere 79,7 g di ghiaccio. Ci sono due calori coinvolti: il calore per sciogliere il ghiaccio e il calore per raffreddare l'acqua. Riscalda per sciogliere il ghiaccio + Calore per raffreddare l'acqua = 0. q_1 + q_2 = 0 mΔH_ (fusibile) + mcΔT = 0 m × 333,55 J · g ¹ + 254 g × 4.184 J · g ¹ ° C ¹ × (-25,0 ° C) = 0 333,55 mg ¹- 26 600 = 0 m = 26600 / (333,55 "g ¹") = 79,7 g