¿Qué le ocurre al nivel de agua cuando se funde el hielo?

Ponemos un cubito de hielo en un vaso de agua. Cuando se derrita el hielo ¿subirá el nivel de agua? ¿Bajará? ¿Se quedará igual? Vamos a comprobarlo un un experimento de lo más sencillo.

Materiales:

  • Un vaso con agua.
  • Colorante (opcional).
  • Al menos un cubito de hielo.
  • Rotulador.

Procedimiento:

  • Pon los cubitos en el vaso de agua.
  • Marca con un rotulador el nivel que alcanza el agua. Es el momento de realizar predicciones.
  • Espera a que se derrita el hielo.
  • ¿Se ha producido algún cambio en el nivel de agua?
 Recipientes con agua y hielo

¿Serán ciertas nuestras predicciones? (La línea marcada en el vaso no se aprecia bien en la foto).

Recipientes con agua

¡El nivel no varía!

¿Qué ha ocurrido?

El hielo es menos denso que el agua. Cuando el agua se congela forma una estructura cristalina, que para una misma masa de agua, ocupa más espacio. Debido a esta ordenación de sus moléculas, el hielo es menos denso que el agua. En el experimento de densidad y flotabilidad con hielo, agua y aceite vimos los motivos por los que las moléculas de agua se organizan de esta manera.

El hielo flota. Para que un objeto (o un fluído) flote en un líquido, el objeto debe tener menor densidad que el líquido. El hielo cumple esta condición porque es menos denso que el agua. Otra forma de ver por qué el hielo, o cualquier otro objeto,  flota en el agua es esta:

Agua desplazada. Siempre que un objeto se introduce en el agua, desaloja o desplaza algo de líquido y el nivel en el recipiente sube, al igual que lo hace cuando uno se mete en la bañera.

Esquema de vaso de agua con hielo

El hielo “roba” el sitio al agua.

El volumen de agua desalojada es exactamente igual al volumen que ocupa la parte sumergida del objeto, lógico porque el objeto debe hacerse sitio en el agua.

Volúmenes de agua y hielo

El hielo desplaza un volumen de agua igual al volumen que ocupa la zona sumergida.

Cuando un objeto flota, la masa del volumen de agua desalojada coincide con la masa del objeto. Es decir, si pusiéramos en una balanza la cantidad de agua que ha sido desplazada al introducir el objeto, el valor de la medida sería el mismo que se obtendría al pesar el objeto. En otras palabras, si un objeto tiene una masa de 3kg debe desplazar un volumen de agua cuya masa sea de 3Kg, o de lo contrario, se hundiría.

Masa del cubito dehielo y del agua desplazada

Ambas masas son iguales.

Con estas actividades podrás divertirte y explorar un poco más sobre este tema:

Experimento de flota o se hunde con frutas.

Haz que un huevo flote.

Cuando el hielo se funde. El hielo es agua en estado sólido y aunque con la fusión su volumen varía (ocupa menos espacio en estado líquido), su masa permanece invariable, se conserva. Según lo dicho anteriormente, el hielo desplaza un volumen de agua equivalente a su masa. Si su masa no cambia al pasar al estado líquido, el volumen que ocupa (fundido) es igual al del agua desplazada. Entonces, el nivel de agua en el vaso no se modifica. Volviendo al ejemplo anterior, si 3Kg de hielo desplazan un volumen equivalente a 3Kg de agua, los 3kg de agua que provienen del hielo ocupan el volumen de agua desplazado, lo que significa que no hay variación en el nivel de agua.

Si sustituyéramos el agua del vaso por agua salada ¿cambiaría el nivel?

Los padres tienen la responsabilidad de elegir las actividades que según su criterio son seguras para sus hijos. Todas las actividades propuestas en Educaconbigbang deben estar siempre supervisadas por un adulto.



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