A dilatação da água apresenta um comportamento diferente da maioria das substâncias. O gráfico ilustra a variação da densidade da água com a temperatura.

A alternativa correta é letra E) permanece constante e o volume diminui.

Inicialmente temos que ter em mente que quando pegamos uma porção determinada de uma substância, no caso a água, a massa dessa porção não sofrerá alteração de maneira nenhuma. Por isso a massa é considerada uma grandeza intrínseca da matéria, ela depende apenas da quantidade de matéria que existe naquela porção.

Sendo assim, podemos afirmar que a massa da água permanecerá constante.

Através da analise das alternativas, ficamos entre as alternativas (d) e (e), e para responder precisamos entender o que ocorrerá com o volume dessa quantidade de água.

Vamos analisar o gráfico na faixa de temperaturas onde ocorre o resfriamento (entre 20ºC e 6ºC).

Podemos ver que entre as temperaturas indicadas, durante o resfriamento, ocorre um aumento na densidade da água. Sendo a densidade definida como

d =dfrac{mbox{massa}}{mbox{volume}}.

Como a massa da porção de água é constante, para que a densidade varie, o volume tem que variar. De acordo com a relação acima podemos ver que a densidade é inversamente proporcional ao volume, logo, se a densidade está aumentando, podemos afirmar que o volume está diminuindo.

Sendo assim, durante o resfriamento indicado de uma certa quantidade de água, a massa dessa quantidade de água permanecerá constante e o volume diminuirá.