martedì, maggio 31, 2005
Il cubetto di ghiaccio
Se metto un cubetto di ghiaccio in un bicchiere d'acqua e misuro il livello dell'acqua dopo averlo messo, questo livello salirà, scenderà o rimarrà invariato dopo che il cubetto si è sciolto completamente?
24 commenti:
Il livello dell'acqua resterà invariato, poichè il suo volume sarà sempre lo stesso di quando c'era il cubetto di ghiaccio.
scenderà perchè il ghiaccio è meno denso dell'acqua
No, ha detto bene l'anonimo: rimane invariato... vediamo se qualcuno riesce a dire il perchè ;)
Scusate la domanda stupida, ma prima di mettere il cubetto di ghiaccio nel bicchiere, lo stesso bicchiere aveva dell'acqua all'interno o era vuoto?
Perchè se il bicchiere fosse privo d'acqua mi pare ovvio che se ci metto un cubetto di ghiaccio il livello dell'acqua ne salirà e ne scenderà perchè non c'e' acqua!
Chiaramente già c'era acqua ;)
ok, trovato...
Per il comportamento anomale dell'acqua!!!
spiegarlo e scriverlo sarebbe troppo lungo, perciò:
http://www.vialattea.net/esperti/fis/ghiaccio.htm
Bhe'... è semplice: l'acqua è una delle pochissime sostanze che solidificandosi aumenta di volume, per cui, immergendo un cubetto di ghiaccio nell'acqua, esso galleggerà spostando una massa di acqua pari al suo peso (per il principio di archimede).
Va da se quindi che la massa del cubetto di ghiaccio è la stessa dell'acqua che sposta, per cui il livello non varirà.
Giusto. Il punto lo darei all'anonimo (se non fosse anonimo) perchè la sua risposta è più personale ;)
Ma dato che è anonimo lo assegno a doncaloggero :D
Giustissimo!!!! grazie Walter!
resta invariato, dai ragazzi
Ho letto il paragrafo”http://www.vialattea.net/esperti/fis/ghiaccio.htm” Devo essere sincero ma la cosa (da chimico) non mi quadra tanto. Stiamo parlando di VOLUME e non di MASSA. La massa d’acqua è identica per cui prima e dopo lo scioglimento del cubetto la massa totale rimane costante. Supponiamo che il volume di acqua iniziale sia V. Se noi immergiamo un cubetto di ghiaccio che ha un volume C,il volume totale acqua + cubetto è V+C. Quando il cubetto si scioglie, il suo volume C sarà diminuito perché l’acqua allo stato solido ha un volume maggiore rispetto al liquido. Quindi il volume del cubetto sciolto sarà C-x, che si sommerà al volume d’acqua iniziale V: V+C-x. Sottraendo il volume finale “V+C-x” al volume iniziale “V+C” si ottiene “-x” cioè che il volume è diminuito. Il motivo per cui il volume del cubetto è maggiore del volume del cubetto sciolto risiede nella disposizione dei “legami a idrogeno” nei due stati solido e liquido. Nello stato solido l’acqua ha una forma ordinata dove la molecola d’acqua coordina attorno a sé altre molecole d’acqua attraverso deboli legami intermolecolari chiamati appunto “legami a idrogeno”. Per evitare l’innalzamento dell’energia potenziale del sistema “acqua”(per il fatto che il sistema è solido ed è più ordinato molecolarmente quindi teoricamente a più bassa energia), le molecole di acqua si dispongono il più lontano possibile allargandone il volume (la distanza intermolecolare è più grande). Nello stato liquido (stato più disordinato dello stato solido, quindi a più alta energia) le molecole di acqua possono innanzitutto muoversi più liberamente, inoltre la distanza intermolecolare diminuisce per il fatto che l’energia del sistema è aumentata (principio di Le Chatelier). Il comportamento “anomalo” dell’acqua risiede appunto in questi legami a idrogeno, cosa che non succede ad altri composti liquidi a temperatura ambiente (se essi vengono solidificati il volume diventerà più piccolo e non più grande!). Fidatevi, è così! Non posso sbagliare, ho seguito un corso di chimica fisica, e il motivo è proprio questo!
NB. Nello stato gassoso il volume è mooolto più grande perché i legami a idrogeno si scindono e quindi le molecole sono libere.
E' ovvio che il livello salga. Non tutto il ghiaccio si trova sott'acqua: la parte immersa del ghiaccio non contribuirà a far salire il livello dell'acqua, perché quello era già salito per il principio di Archimede; ma la parte emersa contribuirà e come!
Secondo me si abbassa.
Il ghiaccio è meno denso dell'acqua ,quando tutto il cubetto si scioglierà si aggiungerà un volume di acqua INFERIORE a quello del cubetto. Per la spinta di archimede il livello di prima era più alto,quindi sciogliendosi si abbassa.
giusto?
rimarra' uguale per il principio di archimede. Semplicssimo!
Sono un ing. e posso confermare la dettagliata spiegazione di DevilJin82.
Voi siete un chimico e un ingegnere ai quali la laurea andrebbe revocata al volo. scherzi a parte io ripasserei il principio di archimede....
Caro DevilJin82 dimentichi di aggiungere la punta dell'iceberg!
Tu hai calcolato, giustamente, che la parte di cubetto immersa una volta sciolta diminuirà il proprio volume determinando un abbassamento del livello. Però hai omesso di aggiungere la parte di cubetto che usciva dalla superficie e che non condizionava il volume ma che una volta sciolta va ad aggiungersi all'acqua mantenendo invariato il livello.
per un fatto fisico tutte le sostanze all'aumentare della temperatura aumentano di volume.
Però l'acqua ha un comportamento anomalo, quando passa da 0°C a 4°C essa diminuisce di volume, quindi se la temperaturadell'acqua è tra 0-4°C dico che diminuisce invece se è supeririore aumenta.
la risposta dettagliata la troverete nel mio space http://livio3ggiari.spaces.live.com/
comunque il volume rimane costante!!!!!
Partiamo dal cubo di ghiaccio:
- se potete, costruite un parallelepipedo aperto sopra, delle dimensioni 10x10x15 cm. Riempite con acqua fino all'altezza di 10 cm avendo così un volume di acqua LIQUIDA uguale a 10x10x10 cm = 1dm cubo = 1 LITRO.
Mettete tale contenitore nel congelatore.
- Quando l'acqua sarà passata allo stato SOLIDO, misuriamo l'altezza del cubo di ghiaccio. Sarà evidente un aumento di circa 9 mm. Ora le dimensioni sono: 10x10x10,9 cm = 1.09 dm cubi = 1,09 LITRI.
l'acqua ha aumentato il suo volume di circa il 9% (RICORDATE QUESTO DATO) per motivi che potete vedere anche nel sito vialattea.net.
-adesso passiamo al giochetto di logica proposto: immergiamo questo nostro cubo di ghiaccio (VOLUME = 1,09L) in 2L di acqua liquida. il volume risultante sarà di 3 LITRI e non di 3,01 LITRI. immediatamente dopo l'immersione, se andiamo a misurare l'altezza del pezzo di ghiaccio che esce dall'acqua, possiamo osservare che si aggira intorno ai 9 mm, ( cioè il 9% del ghiaccio immerso in acqua, cioè lo stesso 9% di prima) la cosiddetta punta dell'iceberg. tutto questo vuol dire che tra acqua e ghiaccio cambia solo il PESO SPECIFICO ma il PESO resta sempre lo stesso!!! archimede diceva che il ghiaccio avrebbe spostato una massa di acqua pari al suo PESO, non al suo PESO SPECIFICO!!!!!!!
il peso del nostro cubo di ghiaccio è di 1 chilo quindi sposterà un chilo di acqua, quindi 1 litro.
CONCLUSIONE. immergendo un chilo di ghiaccio in acqua avremo lo stesso volume che si avrebbe aggiungendo un chilo di acqua liquida ( che equivale a dire che quando il ghiaccio si scioglie, IL LIVELLO DEL LIQUIDO TOTALE RIMANE COSTANTE!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!)
consiglio all'ingegnere ma soprattutto al chimico di studiarsi un pò di chimica fisica! scherzo :-)
PERDONATEMI RAGAZZI...SE STIAMO PARLANDO DI LIVELLO DELL'ACQUA DOPO CHE IL CUBETTO DI GHIACCIO SI è SCIOLTO ALLORA SI CHE IL LIVELLO RESTA INVARIATO. AVEVO CAPITO DIVERSAMENTE:PENSAVO CHE IL PROBLEMA SI RIFERISSE AL LIVELLO DELL'ACQUA INIZIALE, OVVIO CHE VARIA SE METTO UN CUBETTO DI GHIACCIO. HO COMPRESO MALE. CIAO! ^_^
DevilJin82 ci ha messo quasi 3 anni…
Meno male che:
"Fidatevi, è così! Non posso sbagliare, ho seguito un corso di chimica fisica, e il motivo è proprio questo!"
Un po' di umiltà – anche quando si pensa di sapere tutto – non guasta…
"archimede diceva che il ghiaccio avrebbe spostato una massa di acqua pari al suo PESO, non al suo PESO SPECIFICO!!!!!!!"
Scusate, ma il principio di Archimede non diceva che "ogni corpo immerso in un fluido (liquido o gas) riceve una spinata verticale dal basso verso l'alto uguale per intensita' al peso del volume del fluido spostato"? Non pari al suo peso. Ma potrei sbagliarmi.
Ha fatto bene Doncaloggero a sollevare la domanda sulla presenza iniziale di acqua sufficiente nel bicchiere. Se il cubetto di ghiaccio troppo grande non fosse ingrado di galleggiare liberamente ma si appoggiasse anche un po' sul fondo per sostenersi, allora il livello dell' acqua aumenterebbe dopo il suo scioglimento.
Posta un commento