Правильными ответами являются варианты в) вода расширяется при замерзании и г) плотность льда меньше, чем плотность воды. Объяснение Физическая причина разрушения стеклянной тары заключается в аномальном поведении воды при переходе из жидкого состояния в твердое:
- Кристаллизация и расширение: Большинство веществ при охлаждении и затвердевании уменьшаются в объеме, однако вода ведет себя иначе. При замерзании молекулы воды выстраиваются в строгую кристаллическую решетку льда, которая занимает примерно на 9-10% больше объема, чем та же масса жидкой воды.
- Связь с плотностью: Согласно формуле плотности ( ), при неизменной массе ( ) увеличение объема ( ) приводит к уменьшению плотности ( ). Плотность льда (около 917 кг/м³) меньше плотности жидкой воды (около 1000 кг/м³). Именно из-за меньшей плотности лед занимает больше места. Механическое воздействие: Поскольку стекло является жестким и непластичным материалом, оно не может растягиваться под давлением расширяющегося льда. Возникающее колоссальное внутреннее давление превышает предел прочности стекла, что приводит к появлению трещин и разрыву бутылки.
Почему другие варианты неверны
- а) вода сжимается при замерзании, но стекло сжимается сильнее — Данное утверждение фактически неверно. Вода расширяется при замерзании, а не сжимается. Если бы вода сжималась сильнее стекла, в бутылке просто образовалась бы пустота.
- б) стекло при отрицательных температурах становится очень хрупким — Хотя стекло само по себе хрупкий материал, само по себе понижение температуры до типичных зимних значений не является основной причиной разрушения. Бутылка лопается не от хрупкости, а от мощного внутреннего давления расширяющегося льда. Пустая бутылка на морозе остается целой.
Хотите узнать, при какой именно температуре вода достигает своей максимальной плотности перед началом расширения?
Форма ответа
Ответы и вопросы пользователей