L’espansione termica dell’acqua

Questo è un esercizio a scelta multipla:
in un recipiente di metallo si trova una certa quantità di acqua. Se l’acqua subisce una variazione di temperatura pari a 8 °K e trascurando la dilatazione del recipiente, trovare la temperatura iniziale dell’acqua in modo che essa non trabocchi dal recipiente.
Possibili risposte: -4 °C; 0 °C; -2 °C; +4 °C.

Ecco la mia risposta:
L’acqua ha un massimo di densità (e quindi un minimo di volume, a parità di massa) a 4 °C. Nel diagramma seguente ho messo in evidenza le temperature proposte dall’esercizio.

Come si vede, partendo dalle temperature -4 °C o -2 °C e aumentando la temperatura di 8 °C (o 8 K, il che è lo stesso; invece 8 °K va considerato un errore di ortografia nel Sistema Internazionale) si ottiene un volume finale minore di quello iniziale. Entrambe le risposte sarebbero quindi accettabili, la prima ancor più della seconda.
Invece, partendo da 0 °C o 4 °C, si arriva a un volume finale maggiore di quello iniziale.

Per la lezione

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