Bora lá pra mais um probleminha sobre hidrostática.
a) Olha só! Na situação inicial, enquanto o gelo flutua, a força peso é igual ao empuxo. Portanto, é válida a seguinte relação.
m g = ρ g V s
m = ρ V s
Onde m representa a massa de gelo, ρ a densidade da água e V s o volume de gelo submerso. Além disso, vamos considerar que o volume inicial de água no copo mais o volume do gelo submerso vale V 0 . Após o completo derretimento, o volume total de água passa a ser V 0 somado com o volume de água proveniente do gelo derretido, descontando o volume de gelo previamente submerso... Portanto, temos que o volume final V f é dado por:
V f = V 0 + m p - V s
O termo m / p representa o volume de água proveniente do gelo derretido.
Só que lembra lá da primeira equação que escrevemos na nossa resolução...
m = ρ V s
m ρ = V s
Por ela, sabemos que m / ρ na verdade é V s e desse jeito ficamos com uma nova relação:
V f = V 0 + V s - V s
V f = V 0
Ou seja, o volume final não se altera e o nível de água no copo não se altera.
b) Vamos agora para o caso onde a pedra foi atirada na piscina! Olha só! Na situação inicial, enquanto o homem e a pedra estão no barco, a força peso é igual ao empuxo. Portanto, é válida a seguinte relação.
( m b + m p ) g = ρ 0 g V s i
m b + m p = ρ 0 V s i ( I )
Onde m b é a massa do barco mais a pessoa, m p é a massa da pedra e V s i é o volume submerso inicial do barco.
Depois que a pedra foi atirada do barco, a força peso continua sendo igual a do empuxo... Porém, a relação é um pouco diferente...
m b g = ρ 0 g V s f
m b = ρ 0 V s f ( I I )
m b é a massa do barco mais a pessoa e V s f é o volume submerso final do barco.
Agora peguemos as duas equações anteriores e tratemos de subtrair ( I ) de ( I I ):
m p = ρ 0 V s i - V s f ( I I I )
A massa da pedra obviamente, é o produto da densidade da pedra ρ pelo volume da pedra V p :
m p = ρ V p
Substituindo essa relação em ( I I I ), obtemos que:
m p = ρ 0 V s i - V s f
ρ V p = ρ 0 V s i - V s f
ρ V p ρ 0 = V s i - V s f
Tá muito bom mesmo! Pra ficar melhor, o que acha de subtrair V p em cada lado da equação:
ρ V p ρ 0 - V p = V s i - V s f - V p
V p ρ ρ 0 - 1 = V s i - V s f - V p
Como a densidade da pedra ρ é obviamente maior que a densidade da àgua ρ 0 , o primeiro membro é sempre positivo, o nos leva à seguinte desigualdade:
V s i - V s f - V p > 0
V s i > V s f + V p
O volume submerso inicial é superior ao volume submerso final mais o volume da pedra.
Que beleza! Isso nos prova que o volume inicial do nosso sistema é superior ao volume final. Assim, o nível da água irá descer.
a) O volume final não se altera e o nível de água no copo não se altera.
b) O nível da água irá descer
índice
A explicação está na densidade. A densidade do gelo em relação a água é menor . Quando a água se torna sólida, forma-se um retículo cristalino, isso aumenta o espaço entre as moléculas da água.
Quando colocamos uma pedra em um copo cheio de água a pedra desloca parte da água para fora do copo qual propriedade geral da matéria pode explicar essa situação?
3) Impenetrabilidade – dois corpos, ou duas porções de matéria, não podem ocupar o mesmo lugar no espaço ao mesmo tempo. Por isso quando mergulhamos uma pedra num copo com água o nível da água vai subir.
Quando o gelo derrete O copo transborda?
Se o gelo flutuante derreter, não vai mesmo fazer muita diferença para o nível das águas. “Quando o gelo derrete, o volume de água resultante desse derretimento é igual ao volume de água que o cubo de gelo deslocava. Portanto, o nível de água não aumenta com o derretimento de gelo flutuante”, diz Grimm.
Quando adicionamos gelo a uma substância e ele não afunda significa que?
O gelo bóia porque sua densidade é menor do que a da água líquida em temperatura ambiente. Essa é uma propriedade incomum, porque a maioria das substâncias puras é mais densa no estado sólido do que no líquido. A ausência de moléculas nesses espaços causa uma diminuição da densidade do sólido em relação ao líquido.
Quais os produtos para evitar o gelo?
Existem produtos para evitar o gelo. Podem ser adicionados no reservatorio da agua ou em spray directamente no vidro em caso de gelo intenso. Em caso de ser o spray, é pulverizar o vidro, esperar alguns segundos e as escovas tratam do resto.
Quando colocamos gelo dentro de uma bebida?
Portanto, quando a garrafa de uma bebida qualquer (com temperatura superior a zero) é colocada em contato com gelo a 0ºC ou com água a 0ºC, a bebida transfere calor ao gelo ou à água até que o equilíbrio térmico seja alcançado. Isso significa que a bebida perderá calor em ambos os casos, ficando gelada.
Qual estado físico da água gelada?
Sólido: É o gelo! Em algumas regiões do planeta, o frio é tão intenso que transforma chuvas e lagos, por exemplo, em gelo. A neve e o granizo também são água em estado sólido.
Porque quando colocamos gelo no suco O líquido parece encher o copo?
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.
O que acontece quando colocamos água gelada no copo?
Quando colocamos água gelada em um copo, se estabelece uma diferença de temperatura entre a parte interna do copo e a sua parte externa. As moléculas de água dispersas no ar, quando encontram uma superfície mais fria, acabam fornecendo calor para esta.
Será que o gelo começará a derreter?
Verá que lentamente o gelo começará a derreter. Apesar de existir à venda produtos específicos para a remoção de gelo nos vidros, poderá facilmente criar o seu próprio líquido descongelante caseiro para para-brisas! Para tal, misture dentro de um frasco pulverizador 3 partes de água para 1 de vinagre, ou então, 2 partes de água para 1 de álcool.
Qual o volume de um recipiente transbordado?
No entanto, caso o recipiente sofra uma variação de volume igual à variação volumétrica sofrida pelo líquido, nenhum líquido deverá transbordar. O volume de líquido transbordado na figura corresponde à dilatação aparente.
Como limpar o gelo na janela?
Salpique ou jogue a água nas janelas que deseja descongelar. Você deve notar que o gelo se torna imediatamente transparente e até mesmo pode sumir por completo. Limpe ou esfregue logo em seguida. Embora a água amoleça ou derreta a maior parte do gelo, em alguns casos os restos dele permanecem na janela em uma forma “lamacenta”.