Una botella de vidrio con capacidad de 250 mL se llenó con 242 mL de agua a 20°C y se cerró bien. Se dejó toda la noche en el exterior, cuando la temperatura era de -5°C. Prediga lo que sucederá. La densidad del agua a 20°C es de 0.998 g/cm3 y la del hielo a -5°C es de 0.916 g/cm3.
Respuestas
Respuesta:
Explicación:
Densidad = masa / volumen
Al variar la densidad tiene que variar el volumen, ya que la masa no varía.
V = m/d
Como a 20 ºC se echan 242 mL de agua,
242 = m / 0,998
con lo que la masa de agua es
m = 242 mL · 0,998 g/mL = 241,5 g
A -5 ºC, el volumen será
V = 241,5 g / 0,916 g/mL = 263,5 mL
Como la botella solo puede contener 250 mL y está cerrada, lo más probable es que se rompa para que el hielo pueda ocupar su volumen a esa temperatura.
Al llenar de agua una botella de vidrio y dejarla enfriar hasta -5°C, es probable que, al pasar el agua de liquido a sólido (hielo), la botella se rompa dado que el volumen del hielo será mayor que el del liquido y mayor que la capacidad de la botella.
¿Por qué decimos que la botella podría romperse al cambiar de estado el agua que contiene?
A las condiciones iniciales, tenemos 242 ml de agua a 20 °C en una botella con capacidad de 250 ml.
Se deja la botella a una temperatura de - 5 °C.
Sabiendo que los valores de densidad del agua y del hielo son:
ρ agua 20 °C = 0,998 g / cm³
ρ hielo - 5 °C = 0,916 g / cm³
La masa de agua en la botella es:
masa = densidad × volumen = 0,998 g/ml × 242 ml = 241,5 g
Una vez que el agua cambia de estado liquido a sólido (hielo), el volumen ocupado por el hielo será:
volumen = masa / densidad = 241,5 g / 0,916 g/ml = 263,7 ml
El volumen del hielo es mayor que el volumen de la botella, por lo tanto es posible que se rompa por la expansión del agua al convertirse en hielo.
Más información relacionada a Cambios de Estado del Agua en:
https://brainly.lat/tarea/14813252
https://brainly.lat/tarea/52749153
