El hielo se derrite cuando se deja afuera porque entra en contacto con el aire ambiente, cuya temperatura es más alta que la del hielo. Este calor externo transfiere energía al hielo, derritiendo sus moléculas y convirtiéndolo en agua líquida.
Cuanto más alta sea la temperatura exterior, más energía reciben las moléculas de hielo. Estas moléculas comienzan a vibrar más rápido, hasta que tienen suficiente energía para dejar su estado sólido y pasar al estado líquido. Incluso si el termómetro marca algunos grados por encima de cero, eso es más que suficiente para derretir el hielo. Por el contrario, si el exterior está muy frío (por debajo de 0 °C), el hielo permanecerá tranquilamente en su estado sólido.
El sol balance constantemente hacia la Tierra una gran cantidad de energía térmica en forma de rayos luminosos. Cuando estos rayos tocan el hielo, una parte se refleja, pero otra parte se absorbe. Es esta energía absorbida, llamada radiación térmica, la que calienta el hielo y lo transforma poco a poco en agua líquida. Incluso sin sol directo, cualquier objeto caliente alrededor (edificio, suelo, coche...) irradia su propio calor hacia el hielo, acelerando aún más su fusión.
Para derretir el hielo, se necesita aportarle una cierta cantidad de energía llamada calor latente de fusión. En resumen, es la energía que el hielo debe absorber para cambiar de estado (pasar de hielo sólido a agua líquida), sin siquiera cambiar de temperatura. Mientras el hielo no haya absorbido toda esta energía, se mantiene estancado en cero grados. Solo una vez que esta energía se ha acumulado, comienza a derretirse realmente. Por eso, un cubito de hielo dejado afuera al sol no se derrite instantáneamente, incluso si la temperatura exterior supera los cero grados: se toma su tiempo para acumular su valiosa dosis de calor oculto.
Cuando el aire exterior circula alrededor de un trozo de hielo, acelera la fusión. ¿Por qué? Porque el aire fresco en contacto directo con el hielo, que se ha vuelto frío y saturado, es rápidamente reemplazado por aire más cálido y seco. Esto renueva sin cesar el calor disponible para derretir aún más rápido el hielo. Cuanto más rápido se mueve el aire, más calor lleva al hielo: es exactamente el mismo principio que el que te hace enfriar tu tazón de sopa al soplar sobre él, pero al revés. Por eso, un día ventoso hace que tu hielo se derrita mucho más rápidamente que un día tranquilo, incluso si ambos tienen la misma temperatura exterior.
Si pones un cubito de hielo sobre una mesa de madera caliente o una losa de concreto, se derretirá más rápido que si está sobre una superficie fría de plástico. ¿Por qué? Porque las superficies calientes transfieren su calor directamente al hielo por simple contacto. Este contacto directo favorece un intercambio térmico rápido entre la superficie caliente y el hielo frío, acelerando considerablemente su fusión. Cuanto más conductora es la superficie, como los metales, más marcado es este efecto. Por el contrario, los materiales aislantes ralentizan fuertemente esta transmisión de calor, prolongando el proceso mucho más tiempo.
Incluso cuando parece sólida, el hielo libera constantemente moléculas de agua en el aire por sublimación. Este fenómeno explica por qué los cubitos de hielo pueden encogerse en su congelador si los deja durante un período de tiempo muy largo.
La radiación infrarroja del sol puede derretir el hielo incluso cuando hace un frío extremo. Por eso, el hielo a veces desaparece lentamente aunque la temperatura exterior esté por debajo de 0 °C.
El agua tiene una densidad máxima a aproximadamente 4°C; por esta razón, en invierno, el agua más fría en la superficie se congela primero, mientras que el agua más profunda, ligeramente más caliente, permanece líquida, protegiendo así la vida acuática.
El hielo bajo presión se derrite a una temperatura menor que la normal; por eso puedes formar fácilmente bolas de nieve al presionarlas con tus manos, ¡el fenómeno incluso permite patinar sobre el hielo!
La calor latente de fusión es la energía necesaria para transformar una sustancia sólida, como el hielo, en líquido a temperatura constante. Esta energía absorbida por el hielo no cambia su temperatura, sino que modifica su estado físico, pasando así de sólido a líquido.
Bajo el sol, el hielo absorbe la radiación solar directa así como el calor ambiental, acelerando el proceso de fusión. A la sombra, solo la temperatura ambiente actúa, limitando así la velocidad de derretimiento.
Sí, el hielo puede derretirse ligeramente incluso en climas muy fríos si está expuesto directamente al sol. La energía absorbida por radiación solar puede hacer que la superficie del hielo se derrita temporalmente a pesar de que la temperatura exterior sea negativa.
El viento acelera el intercambio térmico entre el hielo y el aire ambiente. Renueva constantemente el aire cercano al hielo al reemplazar el aire frío inicial por aire más caliente, lo que permite una fusión más rápida.
Cuando el hielo se derrite, absorbe una cierta cantidad de energía térmica llamada calor latente de fusión, ralentizando así el aumento de temperatura del agua resultante, que permanece fría mientras el hielo esté presente.
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Question 1/5
