Cosa è più pesante, acqua o ghiaccio?
Su Febbraio 9, 2021 da adminStavo leggendo questo link e non ho mai visto una risposta definitiva. Si potrebbe pensare che se si dispone di 1000 libbre di acqua, e la si congela e la si appesantisce, si avrebbero comunque le stesse 1000 libbre di acqua pesata a livello del mare. Anche se cè meno movimento, giusto?
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- Stessa massa, densità diversa, quindi il ghiaccio galleggia sullacqua.
Risposta
Per tutti gli scopi pratici, il peso rimarrà 1000 libbre quando lo congeli. In teoria la massa dellacqua si ridurrà un po attraverso il raffreddamento perché conterrà meno energia quando congelata, ma leffetto sarebbe del tutto trascurabile.
Sebbene il peso sia lo stesso, lacqua si espande di volume di circa un decimo quando si congela (motivo per cui, ad esempio, i tubi scoppiano con il gelo). Poiché è quindi meno denso, il tuo blocco congelato di 1000 libbre di ghiaccio galleggerà sullacqua, ma questo perché il suo volume si è espanso con il congelamento e non perché il suo peso si è ridotto.
Commenti
- +1 Un effetto più importante sarebbe la diversa galleggiabilità dovuta al volume maggiore del ' ghiaccio. Sarebbe fantastico se potessi anche aggiungere una stima di questo effetto per completezza.
- @ahemmetter: per essere onesti con Marco, la domanda non ha nulla a che fare con volume, densità o galleggiabilità.
- @James Poiché la domanda specifica " pesata a livello del mare ", la differenza di galleggiabilità sarà la deviazione maggiore dalla risposta semplice (1000 libbre).
- @James, le persone che non sono state istruite in scienze fisiche spesso dicono " peso " quando si parla davvero di densità. Anche se la domanda letteralmente era, " che è più pesante … " è abbastanza ragionevole pensare che lOP sarà soddisfatto da una risposta che parla di densità.
- @ahemmelter Laumento del volume del 10% equivale a 100 libbre di volume dacqua. Laria è 784 volte meno densa dellaria: 2 once di forza in più.
Risposta
Dipende da come tu stanno definendo “peso” .
Se intendi peso come nel vettore o scalare della gravità che agisce su un oggetto, Marco “s la risposta è ciò che vuoi.
Cè un terzo significato di peso. Questo è essenzialmente “ciò che misura una bilancia”. Questa definizione si adatta anche al modo in cui le persone sperimentano normalmente gli effetti del peso.
Se usiamo questa definizione, quando ti trovi sulla Terra, potresti dire che il tuo peso è ciò che viene contrastato dalla normale forza del suolo. Con questa definizione, anche gli astronauti in orbita sono “senza peso”, anche se hanno ancora massa e la gravità che agisce su di loro.
Ora, quando congeli lacqua, la massa rimane la stessa (quindi la forza verso il basso $ mg $ è lo stesso); ma la forza di galleggiamento verso lalto dallaria aumenta, a causa del volume aumentato. Poiché la massa s dice lo stesso e la galleggiabilità aumenta, questo significa che la forza netta verso il basso del blocco di ghiaccio si ridurrà, e quindi il suo “peso” misurato da una bilancia diminuirebbe.
Nel contesto della domanda di Quora , Penso che questa terza definizione di peso sia la più rilevante; perché è il modo più semplice per misurare il peso, ed è in genere ciò a cui pensa un laico quando considera “quanto pesa questo oggetto?”. Questo è il motivo per cui le persone diranno che lacqua ghiacciata ridurrà il suo peso.
Se fosse pesata in un vuoto , non ti aspetteresti di vedere un cambiamento rilevabile di peso dovuto al congelamento. Ma le condizioni di vuoto non sono la tipica esperienza umana e la maggior parte delle persone non ha accesso a una camera a vuoto con una bilancia.
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