O comportamento irregular da água entre as temperaturas de 0 e 4ºC ocorre porque suas moléculas realizam ligações de hidrogênio. Quando uma substância é aquecida, ela recebe energia de forma que suas moléculas ficam agitadas, passando a ocupar um maior volume, ou seja, sofre dilatação.
Na maioria dos líquidos ao serem resfriados, suas moléculas perdem energia e tendem a ficar bem próximas umas das outras, causando uma contração no volume. Isso não ocorre com a água, pois a mesma possui um comportamento anômalo. De forma que, resfriando de 4ºC a 0°C seu volume, ao invés de diminuir, aumenta.
d) Pode-se considerar que, entre 0 °C e 4 °C, o coeficiente de dilatação da água é negativo. A dilatação irregular da água ocorre independentemente do valor do coeficiente de dilatação do recipiente.
Por causa da geometria de suas moléculas. Quando a água está na forma líquida, elas ficam bem juntinhas umas das outras. Já no estado sólido, como gelo, acabam se separando. Isso acontece porque o gelo é formado por moléculas de água arranjadas geometricamente em forma de cristais.
O volume que transborda é aparente do líquido pois não leva em consideração a dilatação do frasco. A soma das dilatações do frasco e do líquido é a dilatação real.
Resposta: Quando um recipiente totalmente preenchido com líquido é aquecido a parte que transborda representa sua dilatação aparente a dilatação real do líquido é dada pela soma dilatação do frasco e da dilatação aparente.
Coeficiente de dilatação volumétrica