Cuando se derrite un cubito de hielo con una bola de hierro dentro flotando sobre el agua, el nivel de agua disminuirá.
Para entender por qué esto es así, consideremos la acción del hielo y la bola por separado.
El hielo flota en el agua porque tiene menor densidad que el agua. Cuando se pone hielo en agua, desplaza un volumen de agua que pesa lo mismo que el peso del hielo. Después de derretirse, el volumen de hielo se vuelve igual al del agua que estaba desplazando. Por lo tanto, no hay cambio en el nivel de agua debido a la fusión del hielo.
Ahora examinemos el efecto de la bola de hierro. La densidad combinada de hielo y hielo de hierro es aún menor que la del agua. Es por eso que el cubo de hielo con la bola flota. En este caso, el volumen adicional de agua desplazada debido al peso de la pieza de metal, pesa lo mismo que el peso de la bola. Esto es más que el volumen de la pelota que tiene mayor densidad que el agua. Cuando el hielo se derrite, la bola de hierro ya no puede flotar sobre el agua y se hunde. En este momento, el volumen de agua desplazada por la pieza de metal que se ha hundido es igual al volumen de la bola. Así, el volumen de agua desplazada por la bola se reduce al derretirse el hielo. Por lo tanto, el nivel de agua se reducirá después de derretir el hielo.
Tenga en cuenta que, si en cualquier momento, antes de la fusión completa del hielo, la bola incrustada en el hielo se hunde en el agua, temporalmente el nivel del agua aumentará. La cantidad exacta de aumento dependerá de la cantidad restante de hielo. Si solo la bola se hunde, pero los cubitos de hielo permanecen flotando, entonces también el nivel del agua se reducirá al mismo nivel que después de la fusión completa del hielo.
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