Question

Объясните пожалуйста. Если нагреть воду, то плотность ее уменьшается, да? А если обратить внимание на формулу E=mc2 по которой мы можем понять, что если энергия возрастает, тогда и возрастает масса воды. Можно сделать вывод, что плотность должна увеличиваться(p=mV) хотя этого не происходит, почему ?

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

начнем с конца - вы неправильно написали формулу для плотности

ρ=m/V

если мы нагреваем воду то передаем ей тепло которое переходит во внутреннюю энергию

а вот формула эйнштейна описывает полную энергию тела и ее величина несравнимо больше чем то тепло которое пошло на нагрев

поэтому под общим названием энергия вы сравниваете две абсолютно разные величины и по смыслу и  по величине.

например для 1 кг воды E=mc2 ~ 10^17 Дж

а для нагрева и испарения 1 кг воды потребуется ~10^7 Дж

различие около 10 порядков

это то же самое что спросить на сколько нагреется солнце если человек на планете земля посветит на него фонариком

Answer 2

Давайте проанализируем. Когда вы нагреваете воду, она становится менее плотной. Это происходит из-за изменений в молекулярной структуре воды. В нормальных условиях при комнатной температуре вода обычно находится в жидком состоянии, и молекулы воды держатся вместе в относительно плотной структуре.

При нагреве энергия добавляется к системе, и молекулы воды начинают двигаться быстрее, что приводит к разрыву некоторых межмолекулярных связей. В результате это создает более хаотичную структуру, в которой молекулы разбросаны более равномерно, делая воду менее плотной в жидком состоянии.

Теперь, касательно формулы E=mc^2, которая описывает эквивалентность массы и энергии, в данном случае она не применима в прямом смысле. Эта формула относится к явлению, известному как аннигиляция материи и антиматерии, а не к изменениям внутренней энергии системы, как в случае с нагреванием воды.

Так что, хотя добавление энергии может повысить внутреннюю энергию воды и, следовательно, ее массу, это не приведет к увеличению плотности воды в обычных условиях.