- Um cubo de gelo a
é colocado em alguma água líquida a
. O cubo de gelo afunda. Sugira uma explicação.
Passo 1
O enunciado diz que um cubo de gelo a
é colocado em água líquida também a
, mas em vez de flutuar ele afunda. Como normalmente gelo de água pura flutua em água, vamos usar o princípio de Arquimedes e as densidades para entender o que está acontecendo.
Passo 2
O princípio de Arquimedes afirma que a força de empuxo sobre um corpo submerso é igual ao peso do volume de fluido deslocado. Se chamarmos
a densidade do gelo e
a densidade da água líquida, então:
e o peso do cubo de gelo é
Para que o cubo afunde, deve ocorrer
Passo 3
Num caso normal de água pura temos aproximadamente
o que garante
e faz o gelo flutuar. Mas se o cubo de gelo não for de água comum, a densidade pode ser diferente.
Passo 4
O gelo feito de água pesada
tem densidade em torno de
enquanto a água líquida comum continua com
. Assim
logo o cubo de gelo de água pesada afunda quando colocado em água comum.
Resposta
O cubo de gelo é feito de água pesada
, cuja densidade é maior que a da água líquida comum, fazendo com que ele afunde.