Si el agua se congela a exactamente cero grados centígrados, y el hielo se derrite a exactamente cero grados centígrados, ¿qué pasaría con un recipiente con hielo y agua a exactamente cero grados centígrados?

Espero que su confusión radique en si existe agua o hielo en cero grados centígrados. ¿Qué convierte el agua en hielo? ¿O cuál es la diferencia entre agua y hielo a cero grados? Para convertir el agua en hielo o el agua en vapor, se requiere algo llamado calor latente. Solo mediante el intercambio de esa cantidad de energía puede cambiar el estado a sólido o gas de líquido. Ves el gráfico a continuación. LegC y Leg A están conectadas por una LegB horizontal. Hasta que elimines esa cantidad de calor, no hay cambio en la temperatura. El vapor a 100 grados tiene más energía que el agua hirviendo a 100 grados. Mire LegE y el eje x para la energía. La intuición habitual es que el siguiente gráfico debería haber parecido una línea recta. Pero solo dentro de los estados sólido / líquido / gas tenemos esta línea recta. El punto en el que el estado cambia es horizontal, ya que el cambio de estado requiere la transferencia de energía. Solo con energía extra puede cambiar el agua hirviendo a vapor. Solo extrayendo más energía puedes cambiar el agua a cero grados a hielo a cero.

Para responder a su pregunta, la cantidad de agua = cantidad de hielo, ya que no hay transferencia de calor sensible. Busque calor sensible y latente en línea.

El equilibrio sucederá. La cantidad de hielo y la cantidad de agua se mantendrán exactamente iguales, indefinidamente.

Para que el hielo se derrita, tiene que absorber el calor. Para que el agua se congele, tiene que liberar calor. Si la mezcla no absorbe ni libera calor, el hielo no puede derretirse y el agua no puede congelarse, por lo que tenemos un sistema estable e inmutable.

Curiosamente, si agrega calor (por ejemplo, al poner la mezcla en un ambiente más cálido), el hielo derretido absorberá el calor agregado, manteniendo la mezcla a 0C. Si elimina el calor (al poner la mezcla en un ambiente más frío), el agua congelada liberará calor, manteniendo constante la temperatura de la mezcla. Mientras haya agua y hielo mezclados, la temperatura no cambia.

Hay un punto que falta es el calor latente. Cuando comenzamos a eliminar el calor del agua a cierta temperatura, comienza a enfriarse y podemos sentirlo en el termómetro, por lo tanto, este calor se llama calor sensible, pero cuando llega a 0 ° C no se convierte en hielo, se necesita más cantidad de calor para extraído para formar hielo, este calor no es más que calor latente y, debido a esto, requiere más eliminación de calor

Hay un error de pensamiento en el “si”.

El agua solo se congela a cero grados Celsius si sigues eliminando el calor.

El hielo solo se derrite a cero grados Celsius si sigues agregando calor.

Y por lo tanto, no hay nada especial en una mezcla de hielo y agua a cero grados Celsius. Si agrega calor, se derretirá más hielo. Y si elimina el calor, se congelará más agua.

Si no se agrega o elimina calor del sistema (tazón + agua + hielo), permanecerán como están.

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