Uma esfera de madeira esta flutuando na superficie da agua, contida em um recipiente, à temperatura de 2ºC. Se apenas a agua for aquecida ate sua temperatura atingir 4ºC.
A) O volume da água, aumentará, diminuirá ou não sofrerá alteração. justifique.
B) A densidade da água aumentará, diminuirá ou não sofrerá alteração. justifique.
C) Então a parte submersa da esfera aumentará, diminuirá ou não sofrerá alteração. Justifique.
Soluções para a tarefa
B) A densidade aumentará, pois em 4ºC a água tem sua maior densidade.
C) A esfera passará a flutuar com menos volume submerso, assim como ditam as leis da hidrostática, logo, a parte submersa diminuirá.
NOVAS RESPOSTAS
A)Acima de 4ºC a água sofrerá dilatação novamente, por isso seu volume aumentará de 4ºC para 20ºC
B) densidade é igual a massa pelo volume, havendo um aumento do volume, obviamente diminuirá a densidade, pois são grandezas inversamente proporcionais
C)Devido ao empuxo, a esfera de madeira imergirá mais um pouco, logo, seu volume submerso aumentará
Resposta da A)
Comumente, quando falamos em aquecimento falamos em dilatação. Porém, a água tem o que chamamos de "comportamento anômalo", e quando aquecida suas moléculas contraem, e quando refrigeradas, dilatam devido às ligações via Ponte de Hidrogênio. Prova disso é que o gelo é uma expansão da água que foi colocada na forminha.
Vale ressaltar que esse comportamento só ocorre no intervalo de 0 a 4ºC.
No caso da questão, a água vai ser aquecida (de 2ºC para 4ºC), portanto o volume da água diminuirá.
Resposta da B)
A densidade é uma propriedade do corpo, que é dada por:
d = m / v
Ou seja, a densidade é diretamente proporcional à massa e inversamente proporcional ao volume. Quando a massa aumenta, a densidade também aumenta, e quando o volume aumenta, a densidade diminui. Por isso uma bola grande de isopor flutua na água, pois seu volume aumenta muito mais que sua massa.
Supondo que não haverá perda de massa de água, já sabemos que o volume vai diminuir (como vimos na questão anterior).
Dessa forma, se o volume diminui, a densidade aumentará.
Resposta da C)
Aqui estamos tratando de empuxo, cuja fórmula é:
E = d * V * g
Ou seja, densidade, volume e gravidade são variáveis do empuxo, que é a força que o fluido exerce sobre o objeto que está mergulhado nele. Como nas duas situações (antes e após aquecimento da água) a gravidade é a mesma, podemos desconsiderar o valor para essa questão. Assim, como empuxo e gravidade são imutáveis aqui, quando densidade alterar, o volume também será alterado, de forma que quando um aumenta o outro diminui.
Ou seja, já vimos que a densidade aumentou, então proporcionalmente o volume submerso da madeira diminuirá.
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