Um cubo de gelo de massa igual a 16,4 g flutua em um copo de 420 c m 3 completamente cheio de água. A tensão superficial da água e a variação da densidade com a temperatura são desprezíveis (quando ela permanece líquida). (a) Qual é o volume de água deslocado pelo cubo de gelo? (b) Depois que o gelo se fundiu completamente, a água transbordou? Em caso afirmativo, calcule o volume da água transbordada. Em caso negativo, explique por que isso ocorre. (c) Suponha que a água do copo seja água salgada com densidade igual a 1.050 k g / m 3 . Qual seria o volume da água salgada deslocado pelo cubo de gelo de 9,70 g? (d) Refaça o item (b) para o caso de um cubo de gelo de água doce flutuando em água salgada.

Passo 1

Fala galera, bora lá!

Para resolvermos este problema vamos utilizar do nosso conhecimento sobre densidade, descrito na seção 14.2 do capítulo desse livro. A densidade é definida como sendo a massa contida em um volume.

(a) Através da massa e da densidade da água do mar encontraremos o volume deslocado pelo cubo de gelo.

V = m ρ = 16,4   g 1   g / c m 3

Portanto, o volume deslocado é:

V = 16,4   c m 3

Passo 2

(b) E agora, depois que o gelo se fundiu completamente, a água transbordou?

Não. Pois o volume ocupado pelo cubo de gelo é o mesmo que será ocupado pela água após o gelo se difundir.

Passo 3

(c) Através da massa e da densidade da água do mar encontraremos o volume deslocado pelo cubo de gelo, procedimentos idênticos do item (a). Acompanhe os passos!!

V = m ρ = 9,7 1,05

Portanto, o volume deslocado pelo cubo de gelo, é:

V = 9,24   c m 3

Passo 4

(d) Como é dito no item (b) o gelo derretido ocupa o mesmo volume do que a água e sal deslocado quando o mesmo é derretido, dessa forma continua o mesmo volume do copo com água e cubo de gelo.

Resposta

  1. V = 16,4   c m 3
  2. Não.
  3. V = 9,24   c m 3
  4. Respondido no passo 4.

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