¿Por qué la densidad del agua es más alta a 4 ° C?

Answer 1

Cuando el agua está en su forma sólida (hielo) por debajo de 0 ° C , tiene una estructura similar a una jaula dentro de la cual los gases quedan atrapados debido a que el volumen de hielo es grande .

(Fuente de la imagen: UWGB)

A 4 ° C , la estructura de hielo en forma de jaula comienza a romperse y los gases se escapan debido a que el volumen de agua disminuye momentáneamente. Debido a la disminución en el volumen, la densidad aumenta porque la densidad es inversamente proporcional al volumen.

(Fuente de la imagen: CliffsNotes)

A medida que la temperatura sube a más de 4 ° C, el agua comienza a fluir y las moléculas comienzan a alejarse unas de otras debido a que el Volumen aumenta de nuevo y la Densidad disminuye .

Por lo tanto, la densidad es máxima a 4 ° C.

Espero que esto ayude.

Para más información visite:

Hielo – Wikipedia

¿Por qué la densidad máxima del agua es de 4 ° C? | Socrático

Answer 2

¡Hola!

La unión de hidrógeno es la razón por la cual el agua tiene su densidad máxima a 4 ° C. La energía térmica (energía cinética) del agua es lo suficientemente alta como para que los enlaces de hidrógeno no puedan mantener las moléculas por mucho tiempo. Son golpeadas por otras moléculas y esta energía impartida es suficiente para romper los enlaces de hidrógeno entre el átomo de oxígeno de una molécula y el átomo de hidrógeno de otra molécula. Por lo tanto, el agua a medida que se enfría sigue el hecho general de la contratación a medida que se enfría.

Esta contracción continúa hasta alcanzar los 4 ° C. En este punto, se forman cada vez más enlaces de hidrógeno y, a esta temperatura, las moléculas de agua no tienen suficiente energía para romper los enlaces H. Por lo tanto, múltiples moléculas de agua pueden participar en la unión dando como resultado una estructura tridimensional como se muestra a continuación. Esta estructura obliga a las moléculas a permanecer más alejadas unas de otras en comparación con su estado líquido, por lo tanto, la densidad decreciente de 4 ° C.

Esto ocupa mucho volumen y, por lo tanto, a medida que la temperatura se reduce aún más, se forman más enlaces que reducen aún más la densidad. Dado que la estructura 3D más grande es apenas estable a 4 ° C, el agua tiene su densidad máxima en este punto.

Fuentes: Wikipedia, UCSB Science.

Answer 3

Responder:

La densidad máxima del agua se produce a 4 ° C porque, a esta temperatura, dos efectos opuestos están en equilibrio.

Explicación:

En el hielo, las moléculas de agua están en una red cristalina que tiene mucho espacio vacío.

Cuando el hielo se derrite en agua líquida, la estructura se colapsa y la densidad del líquido aumenta.

A temperaturas muy por encima del punto de congelación, las moléculas se mueven más rápido y se separan más. La densidad disminuye a medida que aumenta la temperatura.

A temperaturas cercanas a 0 ° C, el agua todavía contiene muchos grupos parecidos al hielo. Estos grupos son libres de moverse entre ellos, por lo que el agua aún es líquida.

Los grupos aún tienen espacios vacíos, por lo que disminuyen la densidad del líquido.

Las moléculas del agua están más juntas, y esto aumenta la densidad del líquido.

Ahora, vamos a enfriar el agua.

A medida que la temperatura del agua caliente disminuye, las moléculas de agua disminuyen y la densidad aumenta.

A 4 ° C, los grupos comienzan a formarse.

Las moléculas aún se están desacelerando y acercándose, pero la formación de grupos hace que las moléculas estén más separadas.

La formación de grupos es el efecto más grande, por lo que la densidad comienza a disminuir.

Así, la densidad del agua es máxima a 4 ° C.

Answer 4

La densidad máxima del agua se produce a 4 ° C porque, a esta temperatura, dos efectos opuestos están en equilibrio.

Explicación:

En el hielo, las moléculas de agua están en una red cristalina que tiene mucho espacio vacío.

Cuando el hielo se derrite en agua líquida, la estructura se colapsa y la densidad del líquido aumenta.

A temperaturas muy por encima del punto de congelación, las moléculas se mueven más rápido y se separan más. La densidad disminuye a medida que aumenta la temperatura.

A temperaturas cercanas a 0 ° C, el agua todavía contiene muchos grupos parecidos al hielo. Estos grupos son libres de moverse entre ellos, por lo que el agua aún es líquida.

Los grupos aún tienen espacios vacíos, por lo que disminuyen la densidad del líquido.

Las moléculas del agua están más juntas, y esto aumenta la densidad del líquido.

Ahora, vamos a enfriar el agua.

A medida que la temperatura del agua caliente disminuye, las moléculas de agua disminuyen y la densidad aumenta.

A 4 ° C, los grupos comienzan a formarse.

Las moléculas aún se están desacelerando y acercándose, pero la formación de grupos hace que las moléculas estén más separadas.

La formación de grupos es el efecto más grande, por lo que la densidad comienza a disminuir.

Así, la densidad del agua es máxima a 4 ° C.

Gracias y saludos.

Answer 5

Explicación:

En el hielo, las moléculas de agua están en una red cristalina que tiene mucho espacio vacío.

Cuando el hielo se derrite en agua líquida, la estructura se colapsa y la densidad del líquido aumenta.

A temperaturas muy por encima del punto de congelación, las moléculas se mueven más rápido y se separan más. La densidad disminuye a medida que aumenta la temperatura.

A temperaturas cercanas a 0 ° C, el agua todavía contiene muchos grupos parecidos al hielo. Estos grupos son libres de moverse entre ellos, por lo que el agua aún es líquida.

Los grupos aún tienen espacios vacíos, por lo que disminuyen la densidad del líquido.

Las moléculas del agua están más juntas, y esto aumenta la densidad del líquido.

Ahora, vamos a enfriar el agua.

A medida que la temperatura del agua caliente disminuye, las moléculas de agua disminuyen y la densidad aumenta.

A 4 ° C, los grupos comienzan a formarse.

Las moléculas aún se están desacelerando y acercándose, pero la formación de grupos hace que las moléculas estén más separadas.

La formación de grupos es el efecto más grande, por lo que la densidad comienza a disminuir.

Así,

La densidad del agua es máxima a 4 ° C.

Si eres aspirante a iitjee, mira este video hasta el final, se agregarán más videos en un futuro próximo

Answer 6

No estamos seguros de los procesos exactos, pero en parte se cree que el movimiento browniano comienza a congelar un poco del agua en anillos lo suficientemente largos para convertirse en un cristal, que es menos denso. Por lo que recuerdo, no actúa de esta manera para soluciones pesadas, como el agua de mar, que tiene la mayor densidad justo antes de la congelación (aproximadamente – 1,8 C).

El agua es una molécula muy extraña en varios aspectos, siendo la densidad uno de esos aspectos. No se expanden muchas sustancias al congelarse, y lo anterior es más extraño.

Respuesta del usuario de Quora a ¿Por qué se expande el agua cuando se enfría a menos de 4 grados centígrados?

---

También es útil este artículo académico que se acaba de encontrar, que contiene una breve reseña del problema 4C, incluida su historia temprana, y menciona un intento bastante reciente de 1986 de Theisen et al para obtener más información sobre el tema 4C en exámenes detallados: http : //eprints.maynoothuniversit …

---

Las enzimas con agua muestran signos de descomposición también en 4C, lo cual es interesante porque creo que habría impurezas para alterar el bit de agua dulce. También tenga en cuenta que a presiones de agua dulce o de mar comience un modesto uno o dos niveles de magnitudes más altas (por encima de aproximadamente 70 atmósferas, en realidad, a unos 500 metros / 1.500 pies) donde se forma hielo como Clathrate hydrate (Wikipedia), aunque la estructura H20 Es similar pero con forma diferente de cristal. En resumen, se trata de algo relacionado con el carácter molecular y las soluciones salinas / etc. trastorna este cristal en hielo por encima de 0 grados centígrados con hielo regular, pero no con hielo de hidratos de claterato (hasta 15 C / 60 F forma hielo).

Answer 7

El agua está en su máxima densidad a 4 C porque a esta densidad hay suficientes enlaces de hidrógeno que la distancia oxígeno-oxígeno es, en promedio, más corta que la distancia oxígeno-hidrógeno-oxígeno de dos moléculas unidas a hidrógeno. A temperaturas más bajas, comienzan a desarrollarse látices ordenados de redes de agua unidas a hidrógeno, que eventualmente (a 0 ° C) forman un sólido de baja densidad (hielo). Además, a esta temperatura hay menos colisiones repulsivas por unidad de tiempo que a temperaturas más altas, por lo que hay menos tendencia a dispersarse rompiendo todos los enlaces de hidrógeno (vapor).

espero que esto ayude

Answer 8

Responder:

La densidad máxima del agua se produce a 4 ° C porque, a esta temperatura, dos efectos opuestos están en equilibrio.

Explicación:

En el hielo, las moléculas de agua están en una red cristalina que tiene mucho espacio vacío.

Cuando el hielo se derrite en agua líquida, la estructura se colapsa y la densidad del líquido aumenta.

A temperaturas muy por encima del punto de congelación, las moléculas se mueven más rápido y se separan más. La densidad disminuye a medida que aumenta la temperatura.

A temperaturas cercanas a 0 ° C, el agua todavía contiene muchos grupos parecidos al hielo. Estos grupos son libres de moverse entre ellos, por lo que el agua aún es líquida.

Los grupos aún tienen espacios vacíos, por lo que disminuyen la densidad del líquido.

Las moléculas del agua están más juntas, y esto aumenta la densidad del líquido.

Ahora, vamos a enfriar el agua.

A medida que la temperatura del agua caliente disminuye, las moléculas de agua disminuyen y la densidad aumenta.

A 4 ° C, los grupos comienzan a formarse.

Las moléculas aún se están desacelerando y acercándose, pero la formación de grupos hace que las moléculas estén más separadas.

La formación de grupos es el efecto más grande, por lo que la densidad comienza a disminuir.

Así, la densidad del agua es máxima a 4 ° C.

Answer 9

En el hielo, las moléculas de agua se encuentran en una red cristalina que tiene mucho espacio vacío. Cuando el hielo se derrite en agua líquida, la estructura colapsa y la densidad del líquido aumenta. A temperaturas muy por encima del punto de congelación, las moléculas se mueven más rápido y se vuelven más rápidas. más lejos. La densidad disminuye a medida que aumenta la temperatura. A temperaturas cercanas a 0 ° C, el agua todavía contiene muchos grupos de hielo. Estos grupos son libres de moverse entre ellos, por lo que el agua aún es líquida.

Los grupos todavía tienen espacios vacíos, por lo que disminuyen la densidad del líquido. Las moléculas del agua están más juntas y esto aumenta la densidad del líquido.

Ahora, vamos a enfriar la temperatura del agua caliente disminuye, las moléculas de agua disminuyen y la densidad aumenta.

A 4 ° C, los grupos comienzan a formarse. Las moléculas aún disminuyen su velocidad y se acercan, pero la formación de grupos hace que las moléculas estén más separadas. La formación de grupos es el efecto más grande, por lo que la densidad comienza a disminuir. La densidad del agua es máxima a 4 ° C.

Cuando el hielo se derrite en agua líquida, la estructura se colapsa y la densidad del líquido aumenta.

A temperaturas muy por encima del punto de congelación, las moléculas se mueven más rápido y se separan más. La densidad disminuye a medida que aumenta la temperatura.

A temperaturas cercanas a 0 ° C, el agua todavía contiene muchos grupos parecidos al hielo. Estos grupos son libres de moverse entre ellos, por lo que el agua aún es líquida.

Los grupos aún tienen espacios vacíos, por lo que disminuyen la densidad del líquido.

Este gráfico representa cómo la densidad aumenta primero cuando aumenta la temperatura y cómo disminuye en un aumento adicional de la temperatura.

TODO LO MEJOR

MÁS DUDAS GRENINJA ESTÁ AQUÍ PARA U GUYS TE AYUDARÉ A CHYS

TU AMIGO,

GRENINJA …

Answer 10

La densidad del agua entre 0 y 4 grados centígrados está influenciada por dos fuerzas opuestas clave causadas por la expansión cinética térmica y la unión a H.

La fuerza de expansión cinética térmica es simplemente la fuerza que hace que las moléculas se muevan más cuando aumenta la temperatura. Debido a estas fuerzas térmicas superiores, las moléculas se separan y, por lo tanto, se vuelven menos densas.

La fuerza de enlace de hidrógeno se puede explicar simplemente como la fuerza de atracción entre el hidrógeno unido a un átomo electronegativo de una molécula y un átomo electronegativo de una molécula diferente.

En el caso del agua, la fuerza de enlace del hidrógeno es más débil (es de aproximadamente 23 kJ / mol en comparación con la fuerza de enlace covalente O – H de 492 kJ / mol).

A una temperatura superior a 4 grados Celsius, las moléculas de agua no están lo suficientemente cerca para que se forme un enlace de hidrógeno. Sin embargo, cuando la temperatura cae por debajo de 4 grados centígrados, las moléculas de agua están lo suficientemente cerca para la formación de enlaces de hidrógeno. Cuando la temperatura desciende más, se forman más enlaces de hidrógeno y estos enlaces H comienzan a ampliar el espacio entre las moléculas causando la expansión en el volumen.

A 0 grados Celsius, las moléculas de agua están influenciadas por las fuerzas de enlace de hidrógeno para alinearse en una red hexagonal 3D para formar la estructura de 6 lados de los cristales de hielo que tiene más espacio vacío entre las moléculas de agua.

En pocas palabras, a 4 grados Celsius, las fuerzas cinéticas térmicas no son lo suficientemente fuertes como para romper todos los enlaces h, pero los enlaces h no se han formado lo suficiente como para ampliar la distancia entre las moléculas de agua hasta el hielo. Esto hace que las moléculas de agua se encuentren en un estado muy compacto con menos espacio entre las moléculas que a otras temperaturas y que el agua sea más densa a 4 grados centígrados.

Answer 11

Como la mayoría de las sustancias, el agua generalmente se vuelve más densa cuando se enfría porque las moléculas se están desacelerando y son capaces de acercarse unas a otras.
Sin embargo, a diferencia de la mayoría de las cosas, el agua líquida se expande cuando se congela en un sólido. Esto se debe a que las moléculas de agua, cuando están en forma de hielo, se disponen en un espacioso marco rígido en el que están relativamente alejadas unas de otras.
Sin embargo, incluso antes de reaccionar a 0 ° C, comienzan a acomodarse de forma flexible en el marco rígido de hielo. Este proceso implica formar enlaces entre sí. Si bien no se congelan totalmente en su lugar hasta que alcanzan los 0 ºC, sí lo hacen, en promedio, terminan alejándose entre sí a medida que se acercan a los 0 ºC. Es a la temperatura de 4 ° C que su tendencia a acercarse porque se están ralentizando es igual a la tendencia a separarse más porque están unidos. La densidad del agua será máxima a la temperatura a la que estén más cerca.
Así que, de nuevo, a 6 ⁰C se están acercando porque solo se están desacelerando, a 2 C se están alejando más porque se están uniendo fuertemente, y a 4 theC las dos tendencias se cancelan entre sí exactamente

Answer 12

La razón radica en el comportamiento anómalo del líquido.

Cuando el agua en forma de hielo se calienta, se contrae. Esto es así porque en la red de hielo, existe una unión de hidrógeno intermolecular con espacios de aire. En el hielo de calentamiento, los enlaces se rompen progresivamente y las moléculas comienzan a empaquetarse, llenando así los espacios vacantes. Esto ocurre a una temperatura cercana a los 4 grados centígrados.

por lo tanto, la densidad aumenta. En el calentamiento por encima de 4 grados centígrados, la densidad disminuye debido a la expansión térmica general del líquido.

Por lo tanto, la densidad máxima se registra a esta temperatura.

Answer 13

Otra cosa que olvidaste, señor, es el efecto cluster.

Las moléculas de agua en el hielo están dispuestas en la red cristalina que adquiere un espacio vacío más grande.

Cuando el hielo se derrite en agua líquida, las moléculas de agua se colapsan y la densidad del agua aumenta.

En la temperatura muy por encima del punto de congelación, las moléculas de agua líquida se separan considerablemente a medida que aumenta la temperatura y la densidad disminuye.

A una temperatura de 0 ° C, el agua todavía contiene muchos grupos parecidos al hielo que estos grupos pueden mover libremente. Por lo tanto, el hielo todavía es líquido.

Estos grupos aún tienen mucho espacio vacío y, por lo tanto, disminuyen la densidad del hielo.

A la temperatura 4 ° estos grupos se colapsan y la densidad aumenta de manera óptima.

Answer 14

La respuesta que estás buscando es que el agua tiene enlaces de hidrógeno muy fuertes que crean estructura en las moléculas. Los líquidos que no poseen enlaces de hidrógeno generalmente muestran una densidad creciente a medida que la temperatura disminuye a medida que las moléculas se juntan más. A temperaturas inferiores a 4C, el agua comienza a mostrar orientación debido a la unión de hidrógeno. Esta red expande el volumen del líquido dando como resultado una menor densidad.

Dicho esto, hay una idea errónea de que el hielo tiene menor densidad que el agua líquida. Eso depende del hielo. El hielo puede tomar muchas formas cristalinas dependiendo de la temperatura y la presión. Y hay algunas estructuras que tienen mayor densidad que el agua líquida.

Ice III a 300 MPa y 250K tiene una densidad = 1.16 g / cm ^ 3
El hielo X tiene una densidad = 2.51 g / cm ^ 3

e incluso algunas formas de hielo “no cristalinas” tienen mayor densidad que el agua líquida …

VHDA. (Amorfo de muy alta densidad) el hielo tiene una densidad = 1.26 g / cm ^ 3 a presión atmosférica

Answer 15

A medida que la temperatura se eleva por encima de los 273 K, es decir, 0 grados Celsius, más y más enlaces H se rompen, por lo que cada vez más moléculas de agua comienzan a acercarse, lo que produce una disminución del volumen y, por lo tanto, un aumento de la densidad. Esto continúa hasta 4 grados centígrados. se eleva por encima de 277 K, el aumento en el volumen debido a la expansión del agua líquida es mucho más que la disminución en el volumen debido a la ruptura de los enlaces H.Por lo tanto, por encima de 4 grados centígrados, hay un aumento neto en el volumen al calentarse, lo que resulta en disminución de densidad. Por lo tanto, la densidad del agua es máxima a 4 grados centígrados

Answer 16

Todas las respuestas están muy bien explicadas.

Sin embargo, te recomiendo que entiendas esto a través de un video.

Lo entenderas mejor

Aquí está el enlace

Espero eso ayude

Saludos 🙂

Answer 17

Como el agua es un líquido sobrenadante, a diferencia de otros líquidos que comienzan a contraerse cuando se enfrían, pero el agua es un tipo especial de líquido que se contrae hasta la temperatura de 4 ℃, pero por debajo comienza a expandirse y, por lo tanto, aumenta su volumen. Dado que la densidad es masa por volumen, como la masa es igual y el volumen aumenta, la densidad aumenta constantemente. En breve, debido a la expansión anómala del agua, tiene una densidad máxima de 4 ℃

Answer 18

1 gm / mL de agua a 4 ° C. Esto se usó originalmente como la definición del gramo como la masa de un centímetro cúbico de agua a esa temperatura.

La definición se ha movido a otra parte sin embargo.

Answer 19

El agua a 4 grados centígrados tiene un volumen mínimo. Si su temperatura aumenta más de 4 grados centígrados, naturalmente, el agua se expande y su volumen aumenta.

Además, si la temperatura disminuye, el agua se expande debido a la EXPANSIÓN ANÁMALA DEL AGUA

ASÍ, el agua tiene un volumen mínimo de 4 grados centígrados

Densidad = masa / volumen

La masa de agua no se cambia Naturalmente, la densidad será máxima cuando el volumen sea mínimo (el volumen está en denominador)

Por lo tanto la densidad del agua a 4 grados centígrados es máxima.

Answer 20

Como la densidad del agua es máxima a 4 grados c, el agua en el fondo del lago permanece a 4 grados c, incluso si la parte superior se congela.

Esto es una ventaja para los animales marinos, ya que pueden moverse libremente hacia el fondo para permanecer vivos en el ambiente frío.

Si no fuera así, los cuerpos de agua se habrían congelado de abajo hacia arriba y destruirían todo el mundo acuático.