¿Qué es lo que provoca que el agua flote en agua?
Una gota de colorante...
... revela hermosamente cómo el agua fría...
... derretida del cubo de hielo...
... se hunde al fondo del vaso, donde desplaza...
... el agua templada que allí se encontraba.
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¿Qué es lo que provoca que el agua flote en agua?
Una gota de colorante...
... revela hermosamente cómo el agua fría...
... derretida del cubo de hielo...
... se hunde al fondo del vaso, donde desplaza...
... el agua templada que allí se encontraba.
Agua que flota y se hunde en agua
El agua común es uno de los materiales más interesantes en la Tierra. Una de sus tantas características extraordinarias es que su densidad depende de la temperatura, como puede observarse en este simple y hermoso experimento.
A diferencia de muchos otros materiales, el agua tiene menor densidad en estado sólido (hielo) que en estado líquido.
La densidad del agua fría es mayor que la del agua templada.
Observar cómo actúa el principio de transferencia de calor por convección.
Agua
Cubos de hielo
Colorante de alimentos
Llena un vaso de plástico con agua. Espera un momento hasta que se aquiete el agua y luego introduce suavemente un cubo de hielo. Observa sin mover ni tocar el agua.
1. Si el hielo es solo agua congelada, ¿cómo puede ser que el agua pueda nadar en agua?
Pide a tu maestro colocar una gota de colorante en cada cubo de hielo.
2. ¿Por qué se hunde el agua colorida?
(si es necesario)
¿Cuándo un objeto flota en agua?
› Cuando su densidad es menor que la del agua.
¿Cuándo un objeto se hunde en agua?
› Cuando su densidad es mayor que la del agua.
¿La densidad de un material depende de su temperatura?
› Sí.
¿El colorante se hunde si lo colocas en agua sin hielo?
› No (ver imágenes en 'Calor y movimiento').
Cuando el agua fría se hunde, ¿a dónde va el agua templada del fondo?
› Es empujada hacia arriba, iniciando lo que llamamos flujo de convección por calor.
A diferencia de la mayoría de los materiales, la densidad del agua disminuye alrededor de 9% cuando se congela (pasando de estado líquido a sólido). Por lo tanto, el hielo es menos denso que el agua a temperatura ambiente y flota.
Sin embargo, el agua fría (estado líquido) es más densa que el agua templada (la densidad máxima se alcanza a +4˚C). De este modo, el agua fría derretida del cubo de hielo se hunde dentro del agua a temperatura ambiente, como podemos observar a través del colorante. El agua más templada del fondo del vaso es empujada hacia arriba, formando así el flujo de convección.
Para ser más precisos, debemos mencionar que solo el hielo cristalino tiene menor densidad que el agua en estado líquido. Si el agua se congela extremadamente rápido o a alta presión, forma sólidos amorfos (como vidrio) que pueden tener densidad más alta.