Resposta:
c) há um aumento de volume da água quando ela se aproxima do ponto de fusão.
Obs: a (b) também está correta pois ela é uma consequência de (c).
Explicação:
A água apresenta um comportamento anômalo perto de seu ponto de fusão. A maioria das substâncias, ao aumentar de temperatura se dilata, e ao resfriar, se contrai. Esse também é o comportamento da água, exceto na faixa de temperatura entre 0°C-4°C. Nesse intervalo, acontece o inverso:
- Ao aquecer (0°C-4°C), a água diminui de volume (contrai). Isso ocorre por causa do rompimento das ligações de hidrogênio que faziam com que as moléculas se organizassem em uma estrutura mais volumosa.
- Ao se resfriar (4°C-0°), a água aumenta de volume. De forma análoga a explicação anterior, isso ocorre por causa do reaparecimento das ligações de hidrogênio, fazendo com que a água adquira uma estrutura geométrica maior.
Obs: Cabe destacar que as ligações de hidrogênio também ocorrem no estado líquido, porém são menos notáveis.
Agora pensemos na massa específica (semelhante a densidade), razão entre a massa e o volume, para o resfriamento de 4°C-0°. Nesse caso a massa de água é constante, porém o volume é aumentado. Logo, a massa específica diminui! E lembre-se que se algo tem menor densidade ele tende a flutuar sobre o de maior densidade.
É isso que acontece com os lagos em países mais frios. Quando a água começa a congelar ela tende a flutuar sobre a parte ainda não congelada, de forma que apenas sua superfície esteja congelada.
Observe o gráfico que representa o fenômeno. Fonte da imagem: Mundo da Educação-UOL.
