Por que o gelo boia se ele é feito de água no estado sólido?
Passo 1
Beleza, então o enunciado é: “Por que o gelo boia se ele é feito de água no estado sólido?”
Conteúdo: densidade de substâncias e estrutura molecular da água e do gelo.
O que vamos precisar:
Conteúdo: densidade de substâncias e estrutura molecular da água e do gelo.
O que vamos precisar:
- Entender o que é densidade;
- Ver como a estrutura do gelo difere da água líquida;
- Mostrar que, por causa dessa diferença, o gelo fica menos denso e flutua.
Passo 2
Primeiro, o que é densidade?
Densidade ( ) é a “quantidade de massa ocupando um certo volume”. Matematicamente:
Densidade (
onde
-
é a massa do objeto (quanto “material” tem ali dentro); -
é o volume (espaço que ele ocupa).
Se algo tem densidade menor que a do líquido em que está, ele flutua. Se for mais denso, afunda.
Passo 3
Na água líquida, as moléculas (H₂O) ficam meio soltas e desorganizadas, ocupando um determinado volume. Quando a água congela, os dipolos de hidrogênio se organizam em uma estrutura cristalina bem “aberta” (ou seja, com bastante espaço entre moléculas) para maximizar as ligações de hidrogênio.
Isso faz com que, apesar da massa ser a mesma, o volume do gelo seja maior que o da água líquida. Logo, pela fórmula da densidade:
como
(mesma massa, mas ocupa mais espaço), temos
Passo 4
Conclusão prática:
- Água líquida:
. - Gelo:
.
Como o gelo é menos denso, ele flutua na água.
Resposta
O gelo boia porque, ao congelar, a água forma uma estrutura cristalina que aumenta o volume e diminui a densidade. Como a densidade do gelo (
) é menor que a da água líquida (
), o gelo flutua.