Quando uma substância é aquecida, ela recebe energia de forma que suas moléculas ficam agitadas, passando a ocupar um maior volume, ou seja, sofre dilatação. O oposto ocorre quando uma substância é resfriada, pois ela perde energia e suas moléculas tendem a ficar bem próximas umas das outras, causando uma contração no volume. Isso faz com que, normalmente, a matéria no estado sólido ocupe menos volume do que quando está no estado líquido. Show
Ao contrário do que acontece com a maioria das substâncias, a água possui um comportamento anômalo: quando é aquecida, entre os intervalos de 0 e 4º C, ela sofre contração e depois começa a dilatar-se, ou seja, quando a água está em seu estado sólido, ela tem volume maior do que no estado líquido nesse intervalo de temperatura. Esse comportamento irregular da água pode ser representado com o seguinte gráfico:
Se o volume da água diminui durante esse intervalo e sua massa é mantida constante, consequentemente a densidade da água, que é a razão entre a massa e o volume, será máxima quando a água estiver a 4ºC. Observe o gráfico:
Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) Mas qual é a razão para a dilatação anômala da água? Essa explicação é encontrada em sua constituição molecular. As moléculas da água são unidas por meio de ligações químicas denominadas Ligações de hidrogênio. Quando a temperatura da água aumenta, acima de 0ºC, as ligações de hidrogênio começam a romper-se, ocorrendo uma aproximação entre as moléculas. Esse efeito supera a agitação térmica molecular, que causa o afastamento das moléculas e faz com que elas ocupem volume maior de tal forma que ocorre contração em seu volume. Quando a temperatura supera os 4ºC, o número de ligações de hidrogênio já é bem reduzido. Dessa forma, começa a prevalecer o afastamento molecular, havendo, portanto, aumento em seu volume. Esse comportamento irregular da água explica vários fenômenos naturais, entre eles o fato de o gelo flutuar na água, que é o que ocorre nas regiões muito frias, onde a superfície dos lagos fica congelada enquanto no fundo a água permanece líquida. Como a água tem densidade máxima a 4ºC, ela permanece no fundo, impossibilitando a convecção térmica, que é uma troca de calor em razão da diferença de densidade.
 Professora de Biologia e Doutora em Gestão do Conhecimento A densidade da água é de 1 g/cm3 (lê-se: um grama por centímetro cúbico). Esse valor corresponde à água em 25 ºC, pois em temperaturas mais baixas a densidade da água diminui. Outros fatores que interferem na densidade da água são: temperatura, pressão e salinidade. Assim, a densidade é definida como uma propriedade física que caracteriza a concentração de massa num determinado volume. Como calcular a densidade?A densidade da água ou de qualquer outro material é calculada a partir da seguinte fórmula: Onde, d: densidade Qual a densidade do gelo?A densidade do gelo é de 0,92 g/cm3. O gelo é menos denso do que a água líquida, pois as moléculas da água em estado gasoso estão mais afastadas do que quando se encontram em estado líquido. Ou seja, nesse caso, além da temperatura, a pressão interfere na densidade da água. É por isso que o gelo flutua em um copo com água. O mesmo acontece com os icebergs. Mas, por que o gelo afunda num copo com uma bebida alcoólica, por exemplo? Porque os líquidos têm densidades diferentes. A densidade do álcool é 0,79 g/cm3, ou seja, menor do que a do gelo que, por sua vez, é menor do que a da água em estado líquido. E qual a densidade da água salgada?A densidade da água salgada pode variar entre 1,017 e 1,030 g/cm3, o que decorre da presença dos sais minerais (salinidade). Assim, é mais fácil boiar na água do mar do que num lago. Acontece assim no Mar Morto, onde a quantidade de sal existente é cerca de 10 vezes superior a dos oceanos. Faça a experiência!Para comprovar a diferença da densidade entre a água com sal e a água sem sal, faça a experiência! Coloque um ovo dentro de um recipiente com água. Você já sabe, o ovo afundará, tal como acontece quando você quer fazer um ovo cozido e o coloca na panela. Feito esse teste inicial, agora acrescente sal aos poucos e misture bem. O ovo começará a subir. Teste seus conhecimentos com Exercícios sobre densidade. Licenciada em Ciências Biológicas pelas Faculdades Integradas de Ourinhos (FIO) em 2007. Pós-graduada em Informática na Educação pela Universidade Estadual de Londrina (UEL) em 2010. Doutora em Gestão do Conhecimento pela UFSC em 2019. Por que a densidade da água no estado sólido é menor do que no estado líquido?A densidade menor do sólido ocorre porque a sua estrutura molecular e a elasticidade particular do hidrogênio permitem que a água se expanda ao congelar. As águas dos mares e lagos não congelam totalmente por causa dessa diferença de densidade.
Por que a água em seu estado líquido é mais denso que no estado sólido?O que acontece é que as moléculas vão estar mais afastadas umas das outras, elas não vão estar interagindo uma forma assim tão próxima, tão dinâmica como acontece na água líquida.
Qual é a importância da densidade?Conhecer a densidade é importante porque é a propriedade utilizada, por exemplo, para explicar o porquê de uma matéria flutuar em outra, quando ambas são líquidas, ou quando uma é sólida e a outra é líquida.
Por que a água apresenta a propriedade de ExpandirPor causa da geometria de suas moléculas. Quando a água está na forma líquida, elas ficam bem juntinhas umas das outras. Já no estado sólido, como gelo, acabam se separando. Isso acontece porque o gelo é formado por moléculas de água arranjadas geometricamente em forma de cristais.
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Por que a água apresenta densidade menor no estado sólido do que no líquido é qual a importância dessa propriedade?
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