Проведём простой опыт, доказывающий, что плотность воды зависит от температуры, причём, необычным образом. Для этого изготовим самодельный «прибор». Можно взять любой жёсткий водонепроницаемый лёгкий предмет. Это может быть шарик для тенниса, обклееный скотчем вкладыш от киндер-сюрприза или пластмассовая детская игрушка.
С помощью скотча или пластилина прикрепите к выбранному предмету грузик. Опустите получившийся «прибор» в высокую банку с водой комнатной температуры так, чтобы он был полностью погружен в воду. Грузик надо подобрать такой, чтобы он удерживал «прибор» в плавающем состоянии почти у дна банки. С этим придётся «повозиться» – подойдёт не всякий грузик, нужно будет подбирать его массу! Подсказка: можно взять брусок пластилина и приклеить его снизу к предмету (см. рисунок).
Для измерения температуры воды вам потребуется термометр, которым можно измерять температуру от нуля до комнатной – закрепите его на внутренней стенке банки с водой пластилином или скотчем. Если у вас всё получилось, значит «прибор» для работы готов.
Чтобы наблюдать действие «прибора», надо вынести банку на на мороз. (Если вы замените морозную улицу домашним холодильником, то можете «пропустить» явление, так как внутри холодильника мороз только в морозилке, а держать её открытой долгое время не получится).
Через некоторое время, когда вода в банке охладится, «прибор» всплывёт, однако не надолго. Когда «прибор» опустится в первоначальное положение, занесите банку в комнату, «прибор» сначала поднимется, а затем опустится вниз. Каждый раз при изменении положения предмета записывайте показания термометра. Вы удивитесь, обнаружив, что «прибор» в банке с водой всплывает и тонет при определённой температуре: +4°С.
В чем же дело? Загадка объясняется просто: вода имеет наибольшую плотность при температуре именно +4°С. На морозной улице температура воды понижается, и плотность воды увеличивается до тех пор, пока температура не опустится до +4°C.
Благодаря повышению плотности воды «прибор» всплывает, так как плотность воды становится больше плотности тела. При дальнейшем понижении температуры (ниже +4°C) плотность воды становится меньше, и «прибор» снова опускается, так как плотность предмета становится больше плотности воды. Когда вы внесёте банку в тёплую комнату, повышение температуры до +4°C приведёт к увеличению плотности, и «прибор» всплывёт. Дальнейшее повышение температуры (выше +4°C) снова приведёт к уменьшению плотности, и «прибор» начнёт тонуть.
Проделав этот опыт, вы убедились в том, что плотность воды изменяется под влиянием температуры, имея наибольшее значение при +4°С.
