47. В стеклянную бутылку налили воды и поместили ее в морозильную камеру. Что произойдет с бутылкой и по-чему?

Коротко: бутылка, скорее всего, треснет или даже взорвется. Это происходит потому, что вода расширяется при замерзании, а стеклянный сосуд не может под это расширение растянуться. Пошаговое объяснение 1) Что происходит с водой при замерзании - При переходе воды в лед молекулы образуют кристаллическую решётку, из-за чего лёд занимает больше объёма, чем жидкость. - Объём воды увеличивается примерно на 9% при замерзании. 2) Что значит «стеклянная бутылка» в этом процессе - Стекло — твёрдый и практически несжимаемый материал. Внутреннее пространство бутылки не может существенно увеличиться. - Значительная часть расширения воды при замерзании пытается реализоваться внутри закрытого объёма бутылки. 3) Что произойдёт в зависимости от состояния крышки - Если бутылка герметично закрыта (закрыта крышкой и вода заполнена почти до верхнего края): - Внутреннее давление резко возрастает по мере роста объёма превращающейся в лед воды. - Стекло не выдерживает такого давления и может треснуть вдоль стенок, по горлышку или взорваться на части. - В результате бутылка, вероятно, разобьётся. - Если бутылка открыта или в ней есть воздушное пространство: - Расширение воды частично будет происходить за счёт сжатия воздуха и заполнения свободного объёма лёдом. - Вероятность полного разрыва снижается, но при достаточном количестве воды и холоде замерзание всё равно может вызвать трещины в стекле или выдавливание пробки (если она есть) и образование льда внутри бутылки. - В любом случае риск повреждения стекла остаётся, особенно если бутылка заполнена полностью и закрыта. 4) Итог - Основной фактор: расширение воды при замерзании и хрупкость стекла. - В большинстве случаев стекло бутылки лопается/трещит из-за роста давления льда внутри закрытого сосуда. Кратко на экзамен - Вода expands при замерзании (~ 9% объём). - В жестком сосуде давление растёт; стекло ломается. - Герметичная полная бутылка чаще всего разорвётся; открытая или с воздушным зазором риск меньше, но возможны трещины.