¿Por qué el hielo flota?
El agua es un compuesto que existe en tres formas: sólido, líquido y gas. La forma sólida de agua es hielo, la forma líquida es agua y la forma gaseosa se llama vapor o vapor. Normalmente, el hielo flota en la forma líquida del agua, a diferencia de otros sólidos que se hunden cuando se colocan en el agua. El comportamiento único del agua ha sido una discusión en muchos foros, ya que tanto el hielo como el agua son agua.
¿Por qué el hielo flota?
El hielo flota en el agua porque es menos denso que el agua. El principio de Arquímedes establece que para que un objeto flote en el agua, tiene que desplazar una cantidad igual de agua. Por lo general, los objetos sólidos son más densos que los líquidos. La lógica está respaldada por la química, ya que las moléculas que forman los sólidos están estrechamente vinculadas entre sí, haciéndolas más compactas. Así, son más pesados que los líquidos y los gases. Sin embargo, el hielo es una excepción porque es menos denso que el agua y, por lo tanto, flota sobre él.
En la mayoría de los casos, enfriar un líquido conduce a un aumento en su densidad hasta que se vuelve sólido. En ese punto, alcanza su máxima densidad. El agua se comporta de manera ligeramente diferente en comparación con otros líquidos. A medida que continúas enfriando el agua, su densidad aumenta. Sin embargo, en lugar de alcanzar su máxima densidad cuando se congela, alcanza la mayor densidad a 4 grados centígrados. Enfriar el agua más allá de 4 grados conduce a una disminución en su densidad debido a la naturaleza única de los enlaces de hidrógeno. Cuando el agua se convierte en hielo, tiene una densidad más baja que el agua. Más específicamente, el agua es un 9% menos densa que el agua, por lo que ocupa un 9% más de espacio. En consecuencia, un litro de hielo pesa menos que un litro de agua. La razón de esto es que los enlaces de hidrógeno en el agua son más compactos en forma líquida pero menos compactos en estado sólido.
El hielo también flota debido a las complejidades de la flotabilidad frente a la fuerza gravitacional. La fuerza de flotación es un "empuje hacia arriba" hacia la densidad del líquido. Por otro lado, la gravedad es un "tirón hacia abajo" que se relaciona con la densidad del líquido. Para que un sólido flote sobre un líquido, el empuje hacia arriba debe ser mayor que el tirón hacia abajo. Por lo tanto, siempre que se coloca hielo sobre el agua, el empuje hacia arriba es mayor que el empuje hacia abajo.
¿Cuál es el significado del hielo que flota en el agua?
La propiedad única del agua que flota en el agua hace posible la supervivencia de los peces que viven en cuerpos de agua que se congelan durante el invierno. Los cuerpos de agua se congelan de arriba a abajo, lo que permite que los peces vivan en circunstancias normales a pesar de la superficie congelada. Si lo contrario fuera cierto, el hielo desplazaría el agua hacia la parte superior y también se congelaría. Como resultado, los ríos y los lagos se congelarían de forma sólida, lo que provocaría la muerte de toda la vida marina.
