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updated 10:24 AM CET, Nov 21, 2017

La razón por la que el hielo flota

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el hielo flota en el mar

El hielo es un 9% menos denso que el agua líquida

El hielo flota - por eso el océano tiene hielo polar e icebergs, y el hielo flota en tu bebida. Si lo piensas, puede parecer un poco extraño porque el hielo es sólido e intuitivamente debería ser más pesado que un líquido y hundirse. Aunque esto es cierto para la mayoría de las sustancias, el agua es una excepción. Sus enlaces de hidrógeno en su estado sólido la hacen realmente más ligera que como líquido.

El hielo es menos denso

El agua es una sustancia increíble que básicamente alimenta la vida en la tierra - cada organismo vivo la necesita. También tiene algunas interesantes propiedades que permiten que la vida sea de la forma en que es. Una de las propiedades más importantes es que el agua es más densa a 4°C (40 ° F). El agua caliente y el hielo son menos densos que el agua fría. Las sustancias menos densas flotan encima de sustancias más densas. Por ejemplo, cuando echamos aceite al preparar la ensalada flota encima del vinagre porque es menos denso. Lo mismo es cierto para todo. Si tienes una pelota de playa de plástico en una piscina, flota, si tienes una roca, se hunde.

La razón por la que el hielo es menos denso que el agua tiene que ver con los enlaces de hidrógeno. Como sabemos, el agua está formada por un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno. Se unen por enlaces covalentes que son muy fuertes. Sin embargo, también se forma otro tipo de enlace entre las diferentes moléculas de agua llamado un enlace de hidrógeno, que es más débil. Estos enlaces se forman porque los átomos de hidrógeno cargados positivamente son atraídos por los átomos de oxígeno cargados negativamente de las moléculas de agua cercanas. Cuando el agua está caliente, las moléculas son muy activas, se mueven mucho y forman y rompen vínculos con otras moléculas de agua rápidamente. Tienen energía para empujarlas más cerca una de la otra y moverse rápidamente.

estructura de las moléculas aguaA medida que el agua baja por debajo de los 4°C, la energía cinética disminuye para que las moléculas no se muevan tanto. Ya no tienen la energía para moverse y romper y formar vínculos tan fácilmente. En su lugar, forman más enlaces de hidrógeno con otras moléculas de agua para formar estructuras de celosía hexagonal. Forman estas estructuras para mantener separadas las moléculas de oxígeno cargadas negativamente. En el centro de los hexágonos, hay un montón de espacio vacío.

El hielo es en realidad un 9% menos denso que el agua líquida. Por lo tanto, el hielo ocupa más espacio que el agua. Prácticamente, esto tiene sentido, porque el hielo se expande. Es por eso que no debemos congelar una botella de cristal con agua y por qué el agua congelada puede crear en el hormigón grietas más grandes. Si tienes una botella de un litro de hielo y una botella con un litro de agua, entonces la botella de agua de hielo sería más ligera. Las moléculas están más alejadas unas de otras en este punto que cuando el agua está más caliente. Por lo tanto, el hielo es menos denso que el agua y flota.

Cuando el hielo se derrite, se colapsa la estructura cristalina estable y de repente se vuelve más densa. A medida que el agua se calienta más allá de 4°C, obtiene energía y las moléculas se mueven más rápido y más separadas. Así que el agua caliente también ocupa más espacio que el agua más fría y flota en la parte superior del agua más fría porque es menos densa. Es como cuando vas a nadar a un lago y la capa superior es agradable y cálida, pero cuando metes las piernas más abajo de repente sientes mucho más frío.

Importante para nuestra Tierra

Entonces, ¿por qué importa esto? La flotabilidad del hielo tiene consecuencias importantes para la vida en la tierra. Los lagos se congelan en su parte superior en el invierno en lugares fríos, lo que permite a los peces y otros animales sobrevivir por debajo. Si el fondo se congelase, todo el lago podría congelarse y casi nada podría sobrevivir en el lago en el invierno. En los océanos del norte o del sur, si el hielo se hundiese, las capas de hielo estarían todas en el fondo del océano, impidiendo que viviera allí cualquier cosa. El fondo del océano estaría lleno de hielo. Además, el hielo polar es importante porque refleja la luz y evita que nuestro planeta se caliente demasiado.

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