¿Por qué el hielo flota en el agua?

Una de las propiedades más interesantes que presenta el agua es que el hielo flota en el agua líquida. Con este experimento vamos a investigar a qué se debe este fenómeno tan especial.

Materiales:

Procedimiento:

  • Llena el vaso de agua hasta aproximadamente la mitad.
  • Marca el nivel que alcanza el agua. Si usas colorante, lo único que cambia es que el nivel se aprecia más claramente.

Nivel de agua marcado

  • Coloca el vaso en el congelador con cuidado de que quede en posición vertical.
  • Espera unas horas a que el agua se convierta en hielo. Es el momento de hacer predicciones: ¿el hielo quedará por encima , por debajo de la marca o no habrá cambios?
  • Comprueba el nivel que ha alcanzado el hielo. Si todo ha ido bien, habrá superado la marca que hiciste anteriormente.
Nivel de hielo

El agua se expande cuando se congela.

  • Llena un vaso de agua y añade el trozo de hielo para comprobar que flota.
  • Piensa en una explicación, ¿a qué crees que se debe?
vaso de agua con hielo

Y… flota.

¿Qué ha ocurrido?

De los experimentos sobre flotabilidad que hemos hecho en ocasiones anteriores (con frutas, con un huevo y sal) sabemos que un objeto flota en agua si su densidad es menor que la del agua.

La densidad de un objeto es la relación que existe entre su masa y el volumen que ocupa. Se expresa con la fórmula:

d=\frac{m}{V}

Cuando hemos sacado el vaso del congelador hemos observado que el agua se ha expandido al convertirse en hielo. Lo que quiere decir que el hielo está ocupando más volumen del que ocupaba la misma masa de agua líquida. Por eso una botella o una lata de refresco olvidada en el congelador explotaría.

Como la masa de agua es la misma antes y después de convertirse en hielo, de la fórmula se deduce que la densidad del hielo es menor que la del agua. De ahí que el hielo flote.

El comportamiento que presenta el agua no es nada común, la gran mayoría de las sustancias se contraen cuando se congelan y no al revés.

Las moléculas de los líquidos se encuentran en constante movimiento realizando desplazamientos y vibraciones. Si la temperatura baja las moléculas pierden energía y los movimientos disminuyen. En estado sólido las moléculas han perdido tanta energía que dejan de desplazarse y únicamente vibran alrededor de una posición fija. Entonces, lo razonable sería que el hielo ocupara menos espacio que el agua líquida y sin embargo no es así. Esta anomalía se debe a que cuando el agua pasa al estado sólido sus moléculas se ordenan formando una estructura cristalina hexagonal en la que aparecen grandes huecos vacíos. En otros sólidos los átomos, moléculas o iones forman estructuras cristalinas mucho más compactas y por eso, a diferencia del agua, ocupan menos espacio que en estado líquido.

Gracias a que el hielo flota la vida en lagos, ríos y océanos continúa durante el invierno. Con las bajas temperaturas la capa superior se congela actuando como aislante del frío exterior. Si el hielo se hundiese, la superficie quedaría siempre expuesta y las masas de agua se congelarían por completo.

por-que-el-hielo-flota-en-el-agua1

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.



2 Respuestas

  1. ADRIANA SALINAS CORREA. dice:

    AGRADEZCO ENORMENTE ,EL MATERIAL QUE ME HAN ENVIADO,LO COMPARTI CON LA RED DE CIENCIAS DE PROFESORES.

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