Исследование плотности воды
Я рассматриваю температуру воды и её плотность. При 0 °C плотность воды составляет около 0,99984, тогда как при 20 °C — примерно 0,9982. Это означает, что, как ни странно, более холодная вода плотнее более горячей. Однако на самом деле плотность воды достигает максимума при 4 °C.
Я думаю, стоит ли упомянуть типичные условия, особенно для аудитории 7-го класса. Похоже, учебник, вероятно, упрощает это, утверждая, что горячая вода расширяется и имеет меньшую плотность.
Краткий ответ: равновесие нарушилось, потому что горячая вода имеет меньшую плотность, чем холодная. При одинаковом объёме её масса меньше.
Объяснение:
Оба одинаковых стакана заполнены до краёв, значит объёмы воды одинаковы: \[ V_{\text{гор}}=V_{\text{хол}}. \]
При нагревании вода расширяется, поэтому её плотность уменьшается: \[ \rho_{\text{гор}}<\rho_{\text{хол}}. \]
Масса определяется формулой: \[ m=\rho V. \] При одинаковом объёме масса горячей воды меньше: \[ m_{\text{гор}}<m_{\text{хол}}. \]
Следовательно, сторона весов со стаканом холодной воды опустится, а сторона с горячей водой поднимется.