Porque diferentemente da grande maioria das substâncias, a água quando diminui sua temperatura aumenta seu volume. Como no estado de gelo ela estaria com a temperatura diminuída seu volume estaria aumentado e a massa continuaria a mesma. A maioria das outras substâncias, quando diminuem a temperatura diminuem também o volume ao contrário da água que aumenta de volume quando diminui de temperatura. Como densidade é igual a m (massa) / V (volume) ou massa dividida por volume, quando a água diminui a temperatura e consequentemente aumenta seu volume e sua massa continua igual, tem sua densidade diminuída enquanto que outras substâncias quando diminuem de temperatura, como diminuem de volume aumentam a densidade já que a massa não muda.
A água e o gelo, apesar de serem feitos de H2O, possuem densidades diferentes. É exatamente por isto que o gelo flutua sobre a água. A densidade do gelo é cerca de 10 % inferior à da água e em conseqüência do princípio de Arquimedes um bloco de gelo fica imerso em cerca de 90% do seu volume. Quando ocorre a solidificação as moléculas de água adoptam uma organização específica (hexagonal), ficando “muito espaço” vazio entre elas. É essa “expansão” entre as moléculas de água que faz com que o volume aumente, diminuindo desta forma a densidade do gelo relativamente à da água. (A massa de água é sempre a mesma)
Porque diferentemente da grande maioria das substâncias, a água quando diminui sua temperatura aumenta seu volume. Isso se dá graças a suas fortes ligações de hidrogênio. Como no estado de gelo ela estaria com a temperatura diminuída, graças à formação da rede cristalina através de pontes de hidrogênio, estaria também com aumento no volume e sua massa continuaria a mesma. A maioria das outras substâncias, quando diminuem a temperatura diminuem também o volume ao contrário da água que aumenta de volume quando diminui de temperatura. Como densidade é igual a m (massa) / V (volume) ou massa dividida por volume, quando a água diminui a temperatura e consequentemente aumenta seu volume e sua massa continua a mesma, tem sua densidade diminuída enquanto que outras substâncias quando diminuem de temperatura, como diminuem de volume aumentam a densidade já que a massa não muda.
Em geral, a fase sólida de uma substância é mais densa do que na sua fase líquida e assim costuma precipitar. Entretanto, no caso da água, a fase sólida (gelo) é menos densa do que a fase líquida, pois o espaço entre as moléculas da água enquanto gelo é maior do que o espaço entre as moléculas de água líquida. Sendo menos denso, o gelo flutua na água. Nos locais em que o ar é muito frio, esse gelo que se forma na superfície da água atua como isolante, tornando mais difícil que a água abaixo se congele. Isso permite a sobrevivência de organismos aquáticos em regiões frias. Se o gelo fosse mais denso, iria para o fundo na medida em que se formasse e os lagos dessas áreas congelariam totalment
Por causa da geometria de suas moléculas. Quando a água está na forma líquida, elas ficam bem juntinhas umas das outras. Já no estado sólido, como gelo, acabam se separando. Isso acontece porque o gelo é formado por moléculas de água arranjadas geometricamente em forma de cristais. Quando elas se organizam dessa maneira, deixam mais espaços vazios entre os átomos do que no estado líquido.Assim, o gelo fica menos denso que a água, ao mesmo tempo que ocupa mais espaço que ela. Para se ter uma idéia, 1 000 quilos de água enchem um metro cúbico; com gelo, bastam 917 quilos. O surpreendente é que isso contraria a natureza, pois, em geral, os sólidos ocupam menos espaço que os líquidos. Mas isso não significa que, quanto mais quente, mais densa fica a água. Sua densidade máxima ocorre, na realidade, aos 4 ºC. Nessa temperatura, os cristais já estão todos quebrados e as moléculas mais unidas do que nunca. "Acima de 4 ºC, o comportamento da água passa a ser o usual: quanto maior a temperatura, maior a agitação das moléculas. Aí, então, elas perdem densidade e ocupam cada vez mais espaço"
Quando uma substância se solidifica, em geral suas partículas se organizam de forma regular. Quando isso acontece, as partículas ficam mais "empacotadas", isto é, há menos espaço entre elas, que se tornam mais próximas. Logo, no estado sólido, a massa de substância por unidade de volume aumenta (ou seja, sua densidade aumenta). A água é uma exceção, pois o tipo de empacotamento na água sólida (gelo) apresenta regiões vazias entre as moléculas de água, fazendo com que fiquem mais distantes umas das outras do que na água líquida. O resultado é que a densidade da água sólida é menor do que da água líquida. O que mantém a organização no cristal de gelo de modo a produzir essas lacunas são as interações intermoleculares do tipo ponte de hidrogênio entre as moléculas angulares de água.
Porque diferentemente da grande maioria das substâncias a água possui uma propriedade de quanto menor a temperatura, maior é seu volume (é por isso que às vezes garrafas de água congelada estouram) ao contrário da maioria das substâncias que quanto menor a temperatura, menor o volume. Isso ocorre porque as moléculas de água são ligadas por pontes de hidrogênio e em moléculas ligadas por pontes de hidrogênio, quanto menor a temperatura maior é o afastamento entre essas moléculas. Com o maior afastamento entre as moléculas, maior é o volume. Como no estado de gelo a água está com temperatura diminuída em relação ao normal, seu volume está maior em relação ao normal e não há mudança na massa. Como densidade é igual a m (massa) / V (volume) ou massa dividida por volume e quanto menor a temperatura da água, maior seu volume, então se o volume aumenta e a massa continua a mesma, a densidade fica menor, pois a densidade é inversamente proporcional ao volume, ou seja, para uma mesma massa, quanto maior o volume menor a densidade. Essa propriedade da água é de grande importância para a vida terrestre pois se o gelo não boiasse na água, em lugares onde a água congela ela afundaria deixando exposta a água líquida que também congelaria e também afundaria. Com esse processo sempre se repetindo, num momento toda a água estaria congelada, matando vários seres que ali viviam.
A água quando diminui a temperatura aumenta seu volume enquanto a maioria de outras substâncias quando diminuem a temperatura, também diminuem o volume. Isso acontece pelas ligações de hidrogênio da água. Quando resfriada, elas formam uma estrutura cristalina, com espaços vazios entre as moléculas em forma de hexágono, ocupando então maior volume do que no estado líquido. É por isso que garrafas com água congelada dentro, às vezes estouram, pois o volume da água estaria aumentado. O comportamento irregular da água, ao ter sua temperatura variada, é explicado pela existência de um tipo especial de ligação entre suas moléculas: pontes de hidrogênio. Essa ligação é de natureza elétrica e ocorre entre átomos de hidrogênios ligados aos elementos do grupo FON (flúor, oxigênio e nitrogênio). As pontes de hidrogênio estabelecem-se pelo fato de as moléculas de água serem polares, isto é, elas apresentam uma certa polaridade elétrica. Como para uma mesma massa, a densidade que é igual a m / V (massa dividida por volume) é inversamente proporcional ao volume (ou seja, quando a densidade aumenta, se a massa continua a mesma, é porque o volume diminuiu ou vice-versa), quando o volume da água congelada aumenta, devido à diminuição de temperatura, e sua massa continua a mesma, diminui a densidade. É por isso que o gelo bóia sobre a água. Essa anomalia da água é de grande importância para a preservação da fauna e flora, pois se o gelo não boiasse na água, em lugares com temperatura abaixo de 0 ºC ou menos, onde normalmente a água congelaria, a água congelada afundaria deixando exposta a água no estado líquido que também congelaria e também afundaria. Com esse processo sempre se repetindo, num certo momento, toda a água estaria congelada, matando os seres vivos que ali viviam.
A água possui a característica de aumentar de volume quando é resfriada, possuindo volume máximo a 4°C. O gelo é a água no estado sólido. Possuindo a mesma massa porém o volume maior. A densidade é a relação da massa sobre o volume. Como o volume aumentou a densidade cai. Assim fica explicado porque o gelo possui densidade menor que a da água.
A forma sólida da maioria das substâncias é mais densa que a fase líquida; assim, um bloco de uma substância sólida pura afunda num recipiente cheio da mesma substância líquida pura. Mas, ao contrário, um bloco de gelo comum flutua num recipiente com água, porque a água sólida é menos densa que a água líquida. Essa é uma propriedade característica da água e extremamente importante. À temperatura ambiente, a água líquida fica mais densa à medida que diminui a temperatura, da mesma forma que as outras substâncias. Mas a 4 °C (3,98 °C, mais precisamente), logo antes de congelar, a água atinge sua densidade máxima e, ao aproximar-se mais do ponto de fusão, a água, sob condições normais de pressão, expande-se e torna-se menos densa. Isso se deve à estrutura cristalina do gelo, conhecido como gelo Ih hexagonal. A água, o chumbo, o urânio, o neônio e o silício são alguns dos poucos materiais que se expandem ao se solidificar; a maioria dos demais elementos se contrai. Deve-se notar, porém, que nem todas as formas de gelo são menos densas que a água líquida pura. Por exemplo, o gelo amorfo de alta densidade é mais denso que a água pura na fase líquida. Assim, a razão pela qual a forma comum do gelo é menos densa que a água é um pouco não-intuitiva e depende muito das propriedades incomuns inerentes às ligações de hidrogênio.
Geralmente, a água se expande ao congelar devido à sua estrutura molecular aliada à elasticidade incomum das ligações de hidrogênio e à conformação cristalina particular de baixa energia que ela assume em condições normais de pressão. Isto é, ao resfriar-se, a água tenta organizar-se numa configuração de rede cristalina que alonga as componentes rotacionais e vibracionais das pontes, de forma que cada molécula de água é afastada das vizinhas. Isso efetivamente reduz a densidade ρ da água quando se forma gelo sob condições normais de pressão.
O gelo é menos denso que a água líquida pois ao contrário de várias substancias,Por causa da geometria de suas moléculas. Quando a água está na forma líquida, elas ficam bem juntinhas umas das outras. Já no estado sólido, como gelo, acabam se separando. Isso acontece porque o gelo é formado por moléculas de água arranjadas geometricamente em forma de cristais. Quando elas se organizam dessa maneira, deixam mais espaços vazios entre os átomos do que no estado líquido,portanto ficam mais leves e são menos densos,por isso também boiam. Yasmin Dias 1° Ano 'I'
A água e o gelo, apesar de serem feitos de H2O, possuem densidades diferentes. É exatamente por isto que o gelo flutua sobre a água.
A densidade do gelo é cerca de 10 % inferior à da água e em conseqüência do princípio de Arquimedes um bloco de gelo fica imerso em cerca de 90% do seu volume.
Por que o gelo e a água na forma líquida possuem densidades diferentes?
A densidade é uma relação entre a massa de um corpo (quantidade de matéria que constitui um corpo) e o volume ocupado por esse corpo. No estado líquido as moléculas da água estão muito próximas umas das outras e de forma desorganizada.
Quando ocorre a solidificação as moléculas de água adoptam uma organização específica (hexagonal), ficando “muito espaço” vazio entre elas.
É essa “expansão” entre as moléculas de água que faz com que o volume aumente, diminuindo desta forma a densidade do gelo relativamente à da água. (A massa de água é sempre a mesma)
A forma sólida da maioria das substâncias é mais densa que a fase líquida; assim, um bloco de uma substância sólida pura afunda num recipiente cheio da mesma substância líquida pura. Mas, ao contrário, um bloco de gelo comum flutua num recipiente com água, porque a água sólida é menos densa que a água líquida. Essa é uma propriedade característica da água e extremamente importante. À temperatura ambiente, a água líquida fica mais densa à medida que diminui a temperatura, da mesma forma que as outras substâncias. Mas a 4 °C (3,98 °C, mais precisamente), logo antes de congelar, a água atinge sua densidade máxima e, ao aproximar-se mais do ponto de fusão, a água, sob condições normais de pressão, expande-se e torna-se menos densa. Isso se deve à estrutura cristalina do gelo, conhecido como gelo Ih hexagonal. A água, o chumbo, o urânio, o neônio e o silício são alguns dos poucos materiais que se expandem ao se solidificar; a maioria dos demais elementos se contrai. Deve-se notar, porém, que nem todas as formas de gelo são menos densas que a água líquida pura. Por exemplo, o gelo amorfo de alta densidade é mais denso que a água pura na fase líquida. Assim, a razão pela qual a forma comum do gelo é menos densa que a água é um pouco não-intuitiva e depende muito das propriedades incomuns inerentes às ligações de hidrogênio. Geralmente, a água se expande ao congelar devido à sua estrutura molecular aliada à elasticidade incomum das ligações de hidrogênio e à conformação cristalina particular de baixa energia que ela assume em condições normais de pressão. Isto é, ao resfriar-se, a água tenta organizar-se numa configuração de rede cristalina que alonga as componentes rotacionais e vibracionais das ligações, de forma que cada molécula de água é afastada das vizinhas. Isso efetivamente reduz a densidade ρ da água quando se forma gelo sob condições normais de pressão. A água compartilha o estado líquido mais denso com apenas alguns outros materiais, como o gálio, o germânio, o bismuto e o antimônio.
O congelamento da água ocorre a 0ºC, apresentando a sua maior proximidade entre as moléculas, ou seja, a densidade máxima, a 4ºC. A fervura ocorre a 100ºC e, consequentemente, passa ao estado gasoso (vapor). A água se caracteriza pela sua capacidade de reter calor, impedindo, assim, as variações bruscas de temperatura em nosso organismo. Além disso, possui estabilidade química e ação solvente. A molécula de água é polar porque o átomo do oxigênio tem carga positiva. As ligações entre os átomos de hidrogênio permitem algumas da suas propriedades incomuns, pois a forma sólida da maioria das substância é mais densa do que a forma líquida. No entanto, o gelo é menos denso do que a forma líquida, pois o espaço entre as moléculas de água no estado sólido (gelo) é mais do que entre as moléculas no estado líquido. João Miguel 1ºI
Este comentário foi removido pelo autor.
ResponderExcluirEste comentário foi removido pelo autor.
ResponderExcluirPorque diferentemente da grande maioria das substâncias, a água quando diminui sua temperatura aumenta seu volume. Como no estado de gelo ela estaria com a temperatura diminuída seu volume estaria aumentado e a massa continuaria a mesma. A maioria das outras substâncias, quando diminuem a temperatura diminuem também o volume ao contrário da água que aumenta de volume quando diminui de temperatura. Como densidade é igual a m (massa) / V (volume) ou massa dividida por volume, quando a água diminui a temperatura e consequentemente aumenta seu volume e sua massa continua igual, tem sua densidade diminuída enquanto que outras substâncias quando diminuem de temperatura, como diminuem de volume aumentam a densidade já que a massa não muda.
ResponderExcluirVítor Mathews
1 ano II
A água e o gelo, apesar de serem feitos de H2O, possuem densidades diferentes. É exatamente por isto que o gelo flutua sobre a água.
ResponderExcluirA densidade do gelo é cerca de 10 % inferior à da água e em conseqüência do princípio de Arquimedes um bloco de gelo fica imerso em cerca de 90% do seu volume.
Quando ocorre a solidificação as moléculas de água adoptam uma organização específica (hexagonal), ficando “muito espaço” vazio entre elas.
É essa “expansão” entre as moléculas de água que faz com que o volume aumente, diminuindo desta forma a densidade do gelo relativamente à da água. (A massa de água é sempre a mesma)
Julia Delis!
1° I
Porque diferentemente da grande maioria das substâncias, a água quando diminui sua temperatura aumenta seu volume. Isso se dá graças a suas fortes ligações de hidrogênio. Como no estado de gelo ela estaria com a temperatura diminuída, graças à formação da rede cristalina através de pontes de hidrogênio, estaria também com aumento no volume e sua massa continuaria a mesma. A maioria das outras substâncias, quando diminuem a temperatura diminuem também o volume ao contrário da água que aumenta de volume quando diminui de temperatura. Como densidade é igual a m (massa) / V (volume) ou massa dividida por volume, quando a água diminui a temperatura e consequentemente aumenta seu volume e sua massa continua a mesma, tem sua densidade diminuída enquanto que outras substâncias quando diminuem de temperatura, como diminuem de volume aumentam a densidade já que a massa não muda.
ResponderExcluirVítor Mathews
1 ano II
Em geral, a fase sólida de uma substância é mais densa do que na sua fase líquida e assim costuma precipitar. Entretanto, no caso da água, a fase sólida (gelo) é menos densa do que a fase líquida, pois o espaço entre as moléculas da água enquanto gelo é maior do que o espaço entre as moléculas de água líquida. Sendo menos denso, o gelo flutua na água. Nos locais em que o ar é muito frio, esse gelo que se forma na superfície da água atua como isolante, tornando mais difícil que a água abaixo se congele. Isso permite a sobrevivência de organismos aquáticos em regiões frias. Se o gelo fosse mais denso, iria para o fundo na medida em que se formasse e os lagos dessas áreas congelariam totalment
ResponderExcluirEste comentário foi removido pelo autor.
ResponderExcluirPor causa da geometria de suas moléculas. Quando a água está na forma líquida, elas ficam bem juntinhas umas das outras. Já no estado sólido, como gelo, acabam se separando. Isso acontece porque o gelo é formado por moléculas de água arranjadas geometricamente em forma de cristais. Quando elas se organizam dessa maneira, deixam mais espaços vazios entre os átomos do que no estado líquido.Assim, o gelo fica menos denso que a água, ao mesmo tempo que ocupa mais espaço que ela. Para se ter uma idéia, 1 000 quilos de água enchem um metro cúbico; com gelo, bastam 917 quilos. O surpreendente é que isso contraria a natureza, pois, em geral, os sólidos ocupam menos espaço que os líquidos.
ResponderExcluirMas isso não significa que, quanto mais quente, mais densa fica a água. Sua densidade máxima ocorre, na realidade, aos 4 ºC. Nessa temperatura, os cristais já estão todos quebrados e as moléculas mais unidas do que nunca. "Acima de 4 ºC, o comportamento da água passa a ser o usual: quanto maior a temperatura, maior a agitação das moléculas. Aí, então, elas perdem densidade e ocupam cada vez mais espaço"
Quando uma substância se solidifica, em geral suas partículas se organizam de forma regular. Quando isso acontece, as partículas ficam mais "empacotadas", isto é, há menos espaço entre elas, que se tornam mais próximas. Logo, no estado sólido, a massa de substância por unidade de volume aumenta (ou seja, sua densidade aumenta). A água é uma exceção, pois o tipo de empacotamento na água sólida (gelo) apresenta regiões vazias entre as moléculas de água, fazendo com que fiquem mais distantes umas das outras do que na água líquida. O resultado é que a densidade da água sólida é menor do que da água líquida. O que mantém a organização no cristal de gelo de modo a produzir essas lacunas são as interações intermoleculares do tipo ponte de hidrogênio entre as moléculas angulares de água.
ResponderExcluirMarcos Bernardino 1º II
Este comentário foi removido pelo autor.
ResponderExcluirPorque diferentemente da grande maioria das substâncias a água possui uma propriedade de quanto menor a temperatura, maior é seu volume (é por isso que às vezes garrafas de água congelada estouram) ao contrário da maioria das substâncias que quanto menor a temperatura, menor o volume. Isso ocorre porque as moléculas de água são ligadas por pontes de hidrogênio e em moléculas ligadas por pontes de hidrogênio, quanto menor a temperatura maior é o afastamento entre essas moléculas. Com o maior afastamento entre as moléculas, maior é o volume. Como no estado de gelo a água está com temperatura diminuída em relação ao normal, seu volume está maior em relação ao normal e não há mudança na massa. Como densidade é igual a m (massa) / V (volume) ou massa dividida por volume e quanto menor a temperatura da água, maior seu volume, então se o volume aumenta e a massa continua a mesma, a densidade fica menor, pois a densidade é inversamente proporcional ao volume, ou seja, para uma mesma massa, quanto maior o volume menor a densidade.
ResponderExcluirEssa propriedade da água é de grande importância para a vida terrestre pois se o gelo não boiasse na água, em lugares onde a água congela ela afundaria deixando exposta a água líquida que também congelaria e também afundaria. Com esse processo sempre se repetindo, num momento toda a água estaria congelada, matando vários seres que ali viviam.
Vítor Mathews
1 ano II
A água quando diminui a temperatura aumenta seu volume enquanto a maioria de outras substâncias quando diminuem a temperatura, também diminuem o volume. Isso acontece pelas ligações de hidrogênio da água. Quando resfriada, elas formam uma estrutura cristalina, com espaços vazios entre as moléculas em forma de hexágono, ocupando então maior volume do que no estado líquido. É por isso que garrafas com água congelada dentro, às vezes estouram, pois o volume da água estaria aumentado.
ResponderExcluirO comportamento irregular da água, ao ter sua temperatura variada, é explicado pela existência de um tipo especial de ligação entre suas moléculas: pontes de hidrogênio. Essa ligação é de natureza elétrica e ocorre entre átomos de hidrogênios ligados aos elementos do grupo FON (flúor, oxigênio e nitrogênio). As pontes de hidrogênio estabelecem-se pelo fato de as moléculas de água serem polares, isto é, elas apresentam uma certa polaridade elétrica.
Como para uma mesma massa, a densidade que é igual a m / V (massa dividida por volume) é inversamente proporcional ao volume (ou seja, quando a densidade aumenta, se a massa continua a mesma, é porque o volume diminuiu ou vice-versa), quando o volume da água congelada aumenta, devido à diminuição de temperatura, e sua massa continua a mesma, diminui a densidade. É por isso que o gelo bóia sobre a água.
Essa anomalia da água é de grande importância para a preservação da fauna e flora, pois se o gelo não boiasse na água, em lugares com temperatura abaixo de 0 ºC ou menos, onde normalmente a água congelaria, a água congelada afundaria deixando exposta a água no estado líquido que também congelaria e também afundaria. Com esse processo sempre se repetindo, num certo momento, toda a água estaria congelada, matando os seres vivos que ali viviam.
Vítor Mathews, 1º ano II
A água possui a característica de aumentar de volume quando é resfriada, possuindo volume máximo a 4°C. O gelo é a água no estado sólido. Possuindo a mesma massa porém o volume maior.
ResponderExcluirA densidade é a relação da massa sobre o volume. Como o volume aumentou a densidade cai.
Assim fica explicado porque o gelo possui densidade menor que a da água.
Mikhaell, 1° ano II
A forma sólida da maioria das substâncias é mais densa que a fase líquida; assim, um bloco de uma substância sólida pura afunda num recipiente cheio da mesma substância líquida pura. Mas, ao contrário, um bloco de gelo comum flutua num recipiente com água, porque a água sólida é menos densa que a água líquida. Essa é uma propriedade característica da água e extremamente importante. À temperatura ambiente, a água líquida fica mais densa à medida que diminui a temperatura, da mesma forma que as outras substâncias. Mas a 4 °C (3,98 °C, mais precisamente), logo antes de congelar, a água atinge sua densidade máxima e, ao aproximar-se mais do ponto de fusão, a água, sob condições normais de pressão, expande-se e torna-se menos densa. Isso se deve à estrutura cristalina do gelo, conhecido como gelo Ih hexagonal. A água, o chumbo, o urânio, o neônio e o silício são alguns dos poucos materiais que se expandem ao se solidificar; a maioria dos demais elementos se contrai. Deve-se notar, porém, que nem todas as formas de gelo são menos densas que a água líquida pura. Por exemplo, o gelo amorfo de alta densidade é mais denso que a água pura na fase líquida. Assim, a razão pela qual a forma comum do gelo é menos densa que a água é um pouco não-intuitiva e depende muito das propriedades incomuns inerentes às ligações de hidrogênio.
ResponderExcluirGeralmente, a água se expande ao congelar devido à sua estrutura molecular aliada à elasticidade incomum das ligações de hidrogênio e à conformação cristalina particular de baixa energia que ela assume em condições normais de pressão. Isto é, ao resfriar-se, a água tenta organizar-se numa configuração de rede cristalina que alonga as componentes rotacionais e vibracionais das pontes, de forma que cada molécula de água é afastada das vizinhas. Isso efetivamente reduz a densidade ρ da água quando se forma gelo sob condições normais de pressão.
O gelo é menos denso que a água líquida pois ao contrário de várias substancias,Por causa da geometria de suas moléculas. Quando a água está na forma líquida, elas ficam bem juntinhas umas das outras. Já no estado sólido, como gelo, acabam se separando. Isso acontece porque o gelo é formado por moléculas de água arranjadas geometricamente em forma de cristais. Quando elas se organizam dessa maneira, deixam mais espaços vazios entre os átomos do que no estado líquido,portanto ficam mais leves e são menos densos,por isso também boiam.
ResponderExcluirYasmin Dias 1° Ano 'I'
A água e o gelo, apesar de serem feitos de H2O, possuem densidades diferentes. É exatamente por isto que o gelo flutua sobre a água.
ResponderExcluirA densidade do gelo é cerca de 10 % inferior à da água e em conseqüência do princípio de Arquimedes um bloco de gelo fica imerso em cerca de 90% do seu volume.
Por que o gelo e a água na forma líquida possuem densidades diferentes?
A densidade é uma relação entre a massa de um corpo (quantidade de matéria que constitui um corpo) e o volume ocupado por esse corpo.
No estado líquido as moléculas da água estão muito próximas umas das outras e de forma desorganizada.
Quando ocorre a solidificação as moléculas de água adoptam uma organização específica (hexagonal), ficando “muito espaço” vazio entre elas.
É essa “expansão” entre as moléculas de água que faz com que o volume aumente, diminuindo desta forma a densidade do gelo relativamente à da água. (A massa de água é sempre a mesma)
A forma sólida da maioria das substâncias é mais densa que a fase líquida; assim, um bloco de uma substância sólida pura afunda num recipiente cheio da mesma substância líquida pura. Mas, ao contrário, um bloco de gelo comum flutua num recipiente com água, porque a água sólida é menos densa que a água líquida. Essa é uma propriedade característica da água e extremamente importante. À temperatura ambiente, a água líquida fica mais densa à medida que diminui a temperatura, da mesma forma que as outras substâncias. Mas a 4 °C (3,98 °C, mais precisamente), logo antes de congelar, a água atinge sua densidade máxima e, ao aproximar-se mais do ponto de fusão, a água, sob condições normais de pressão, expande-se e torna-se menos densa. Isso se deve à estrutura cristalina do gelo, conhecido como gelo Ih hexagonal. A água, o chumbo, o urânio, o neônio e o silício são alguns dos poucos materiais que se expandem ao se solidificar; a maioria dos demais elementos se contrai. Deve-se notar, porém, que nem todas as formas de gelo são menos densas que a água líquida pura. Por exemplo, o gelo amorfo de alta densidade é mais denso que a água pura na fase líquida. Assim, a razão pela qual a forma comum do gelo é menos densa que a água é um pouco não-intuitiva e depende muito das propriedades incomuns inerentes às ligações de hidrogênio.
ResponderExcluirGeralmente, a água se expande ao congelar devido à sua estrutura molecular aliada à elasticidade incomum das ligações de hidrogênio e à conformação cristalina particular de baixa energia que ela assume em condições normais de pressão. Isto é, ao resfriar-se, a água tenta organizar-se numa configuração de rede cristalina que alonga as componentes rotacionais e vibracionais das ligações, de forma que cada molécula de água é afastada das vizinhas. Isso efetivamente reduz a densidade ρ da água quando se forma gelo sob condições normais de pressão.
A água compartilha o estado líquido mais denso com apenas alguns outros materiais, como o gálio, o germânio, o bismuto e o antimônio.
O congelamento da água ocorre a 0ºC, apresentando a sua maior proximidade entre as moléculas, ou seja, a densidade máxima, a 4ºC. A fervura ocorre a 100ºC e, consequentemente, passa ao estado gasoso (vapor). A água se caracteriza pela sua capacidade de reter calor, impedindo, assim, as variações bruscas de temperatura em nosso organismo. Além disso, possui estabilidade química e ação solvente. A molécula de água é polar porque o átomo do oxigênio tem carga positiva. As ligações entre os átomos de hidrogênio permitem algumas da suas propriedades incomuns, pois a forma sólida da maioria das substância é mais densa do que a forma líquida. No entanto, o gelo é menos denso do que a forma líquida, pois o espaço entre as moléculas de água no estado sólido (gelo) é mais do que entre as moléculas no estado líquido.
ResponderExcluirJoão Miguel 1ºI