a) A água é uma substância que apresenta uma propriedade física chamada de anomalia da água, que consiste na sua densidade aumentar quando a temperatura diminui até 4°C. Quando a temperatura da superfície da água atinge 0°C, a água começa a se solidificar, formando uma camada de gelo na superfície. Como o gelo é menos denso que a água líquida, ele flutua na superfície, impedindo que o restante da água congele. Isso ocorre porque o gelo funciona como uma barreira térmica, impedindo que o calor escape da água líquida para o ambiente externo, mantendo-a em estado líquido. b) Para calcular a nova tensão no fio quando a temperatura na região do sensor chega a 4°C, é necessário utilizar a equação: ΔT = α * T * ΔL Onde: ΔT = variação da temperatura (em °C) α = coeficiente de dilatação linear (em 1/°C) T = temperatura inicial (em °C) ΔL = variação do comprimento (em metros) Sabendo que a temperatura inicial é de 20°C e a temperatura final é de 4°C, temos: ΔT = 4°C - 20°C = -16°C O coeficiente de dilatação linear da água é de aproximadamente 2,1 x 10^-4 1/°C. Considerando que o sensor tem dimensões de 10 cm x 10 cm x 10 cm, temos: ΔL = α * T * L ΔL = 2,1 x 10^-4 1/°C * 20°C * 0,1 m ΔL = 4,2 x 10^-4 m A variação do comprimento do fio é igual à variação do comprimento do sensor, portanto: ΔL = 4,2 x 10^-4 m A tensão no fio é diretamente proporcional à força peso do sensor, que é dada por: P = m * g Onde: m = massa do sensor (em kg) g = aceleração da gravidade (em m/s²) Como a massa do sensor é desconhecida, podemos utilizar a densidade da água para estimar seu valor. A densidade da água é de aproximadamente 1000 kg/m³, portanto, o volume do sensor é de: V = 10 cm x 10 cm x 10 cm = 10^-3 m³ A massa do sensor é igual ao produto da densidade pela volume, portanto: m = ρ * V m = 1000 kg/m³ * 10^-3 m³ m = 1 kg Substituindo os valores na equação da força peso, temos: P = m * g P = 1 kg * 9,8 m/s² P = 9,8 N A tensão no fio é igual à força peso do sensor, portanto: T = P T = 9,8 N Portanto, a nova tensão no fio quando a temperatura na região do sensor chega a 4°C é de 9,8 N.