Liquid water denser than solid water (ice) | Biology | Khan Academy

Summary

El agua tiene una propiedad única: cuando se congela, se vuelve menos densa que en su estado líquido. Esto se debe a la formación de una estructura en forma de rejilla debido a los enlaces de hidrógeno. Cuando el agua en una superficie se congela, forma una capa de hielo que flota, aislando el agua líquida debajo y evitando que el cuerpo de agua se congele completamente. Este fenómeno permite que la vida acuática sobreviva en invierno, protegiéndola del frío extremo.

Takeaways

• 😀 El agua, al pasar de estado líquido a sólido, se vuelve menos densa, lo que permite que el hielo flote.
• 😀 A diferencia de la mayoría de las sustancias, el agua no sigue el patrón de aumentar su densidad al solidificarse.
• 😀 Si el hielo fuera más denso que el agua líquida, se hundiría y el agua se congelaría completamente, lo que sería perjudicial para los seres vivos en el agua.
• 😀 El hielo flota sobre el agua porque las moléculas de agua se separan más cuando se congelan, formando una estructura enrejada.
• 😀 La diferencia en densidad entre el agua líquida y el hielo se debe a los enlaces de hidrógeno que se forman cuando el agua se congela.
• 😀 Los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua son responsables de la estructura única del hielo, con moléculas más separadas en el estado sólido.
• 😀 En el estado líquido, las moléculas de agua tienen suficiente energía para moverse y romper los enlaces de hidrógeno continuamente.
• 😀 A medida que el agua se enfría, pierde energía cinética, lo que permite que las moléculas se alineen en una estructura ordenada y menos densa.
• 😀 Este proceso de menor densidad del hielo es lo que evita que los cuerpos de agua congelen completamente, protegiendo a los animales en su interior.
• 😀 El hielo en la superficie de los lagos actúa como un aislante, protegiendo el agua debajo de la congelación adicional y permitiendo la vida acuática durante el invierno.

Q & A

¿Qué ocurre generalmente con la densidad de los materiales cuando cambian de estado de líquido a sólido?

Generalmente, la densidad aumenta cuando un material cambia de líquido a sólido, ya que las moléculas se acercan más entre sí en el estado sólido.

¿Cómo se comporta el agua al congelarse, a diferencia de la mayoría de las sustancias?

A diferencia de la mayoría de las sustancias, el agua se vuelve menos densa al congelarse, lo que hace que el hielo flote sobre el agua líquida.

¿Qué sucede en un cuerpo de agua cuando la temperatura es extremadamente baja, por debajo del punto de congelación del agua?

Cuando el aire está por debajo del punto de congelación, el agua de la superficie se congela, pero debido a que el hielo es menos denso que el agua líquida, el hielo flota en lugar de hundirse.

¿Qué ocurriría si el hielo fuera más denso que el agua líquida?

Si el hielo fuera más denso que el agua, se hundiría y se acumularía en el fondo del cuerpo de agua, lo que podría hacer que toda el agua se congelara, dañando la vida acuática.

¿Por qué el hielo flota en el agua?

El hielo flota porque es menos denso que el agua líquida, debido a la estructura de la red de enlaces de hidrógeno que mantiene las moléculas de agua separadas en el estado sólido.

¿Qué sucede con las moléculas de agua cuando se pierde calor y se forma hielo?

Cuando el agua pierde calor, las moléculas pierden energía cinética y no pueden moverse tan libremente, lo que permite que se formen enlaces de hidrógeno más estables y que las moléculas se organicen en una estructura de red que mantiene las moléculas separadas.

¿Cuál es la importancia de la estructura en forma de red del hielo?

La estructura en forma de red del hielo es clave porque hace que las moléculas de agua estén más separadas que en su estado líquido, lo que disminuye su densidad y permite que el hielo flote.

¿Cómo protege el hielo en la superficie de un cuerpo de agua a los organismos que viven debajo de él?

El hielo actúa como un aislante, evitando que el agua debajo se congele aún más, lo que crea un ambiente propicio para que los organismos acuáticos sobrevivan durante el invierno.

¿Qué ocurriría si el hielo no flotara?

Si el hielo no flotara, todo el cuerpo de agua se congelaría desde el fondo, lo que mataría a la mayoría de los organismos acuáticos, ya que no podrían sobrevivir en un ambiente completamente congelado.

¿Por qué el hecho de que el hielo flote es crucial para la vida acuática en invierno?

El hecho de que el hielo flote es crucial porque permite que el agua líquida se mantenga debajo, proporcionando un refugio para los organismos acuáticos que pueden seguir viviendo durante el invierno, hasta que llegue la primavera y el agua se descongele.