Explicación: ¿Por qué el hielo se derrite en agua

December 3

Explicación: ¿Por qué el hielo se derrite en agua


El agua se produce normalmente como un líquido, aunque en las regiones polares existe en forma sólida. Una persona sedienta pone unos cubitos de hielo en un vaso de agua. Si el vidrio se sienta por más de unos pocos minutos, el hielo se derrite. A continuación, el agua fría se calienta a temperatura ambiente. Aviso de hielo no se calienta. En su lugar, cambia la estructura entre las moléculas y se funde; cambia "fase".

Punto de fusion

Cada sustancia estable puede existir en al menos tres formas: sólido, líquido y gas. Los sólidos se convierten en líquidos cuando alcanzan una temperatura llamado un punto de fusión. Los líquidos se convierten en los gases cuando llegan a un punto de ebullición. Los sólidos no convierten a los líquidos y los líquidos no convierten a los sólidos de forma instantánea. Más bien "transiciones de fase" se produzca. Una transición de fase es un cambio en la arquitectura molecular --- es decir, en la forma en moléculas individuales se alinean a sí mismos como un cuerpo colectivo --- un trozo de hielo, un charco de agua, una nube de vapor. Quizás es más fácil de entender las transiciones de fase de fusión y de ebullición teniendo en cuenta primero sus opuestos: condensación y la congelación.

Condensación

las moléculas de agua gaseosos tienen libertad de moverse, con muy poca interferencia entre sí. Ellos no están unidos entre sí. Esto es debido a que contienen la energía suficiente para superar atracciones electrostáticas entre las moléculas. Si se disminuye la temperatura, las moléculas de gas tienen menos energía y velocidad para que puedan mantener su libertad. En su lugar, las fuerzas de atracción que se acercan el uno al otro. Como la energía de calor continúa siendo eliminado, con el tiempo se vuelven insoportables atracciones, y la fase gaseosa se sustituye por la fase líquida. Cada molécula tiene ahora sólo un poco de independencia; conserve cierta fluidez.

Congelación

A medida que más energía térmica se retira de agua fría, su temperatura desciende hasta que alcanza la proximidad del punto de congelación. La eliminación de pequeños incrementos de energía térmica en este punto no baja la temperatura. Más bien, se obliga a las moléculas de líquido a alinearse en un sólido cristalino --- la configuración rígida, de menor energía para el agua. Después de que se completa, la eliminación de la energía adicional de nuevo disminuye la temperatura. El hielo puede ser enfriado por debajo de su punto de congelación sin más cambios estructurales.

Revertir el proceso de

En un sistema de dos fases de hielo en el agua, las moléculas de agua proporcionan calor al hielo ligeramente más fría, que la absorbe. La energía adicional induce un cambio de fase al permitir que las moléculas de hielo para escapar de su configuración de menor energía y formar agua líquida. Como el calor externo se proporciona por el entorno que se absorbe por el aumento del volumen de agua, que se repite el proceso hasta que no hay hielo izquierda. Sin embargo, un calentamiento adicional eleva la temperatura del sistema de una sola fase ahora que consiste únicamente de agua líquida.


Artículos relacionados