Cuando el vaso de agua se congela, la formación de hielo comienza desde la parte superior, pero la fusión del hielo comienza desde la parte inferior ¿por qué?

Este fenómeno es cierto no solo para vasos de agua congelada sino también para lagos congelados. Sabemos que el agua es la más densa a 4 grados centígrados. Entonces, cuando comienza el proceso de congelación, digamos … a partir de la temperatura T grados Celsius que es mayor que 4 grados Celsius, el agua se vuelve más densa a medida que alcanza los 4 grados. Ahora el agua más densa se hunde hasta el fondo, y eso es lo que sucede hasta 4 grados. Al igual que la capa superior de agua cruza 4 grados, su densidad disminuye y ya no puede hundirse, por lo que se convierte en una capa aislante para el agua que se encuentra debajo a medida que se congela a 0 grados. Una vez que la capa superior se ha congelado, es el turno de que la siguiente capa se congele, luego la siguiente, y así sucesivamente, hasta que se congele todo el vaso de agua. Esta es una breve descripción de cómo y por qué el agua comienza a congelarse desde la parte superior.

Debe preguntarse qué sucede con la capa de agua que toca las paredes de vidrio y el fondo. Dado que el vidrio sólido conducirá el calor lejos del agua más rápido que el aire que toca la superficie, también debería congelarse … ¿verdad? En realidad, el agua que toca los lados se enfría más rápidamente, pero a medida que la temperatura alcanza los 4 grados, su densidad se vuelve más ligera que el agua circundante y, por lo tanto, sube a la primera capa, donde contribuye a la congelación.

Ahora, al descongelarse, a medida que la temperatura aumenta de X grados Celsius por debajo de 0 grados hasta el punto de fusión, el agua comienza a ganar calor más rápidamente desde los lados y el fondo del vidrio debido a la propiedad mencionada anteriormente de conducción de sólidos. primero. El agua es naturalmente más densa que el hielo que gotea hasta el fondo y comienza a acumularse allí. También es cuando sucede algo interesante. Como el agua derretida es más densa que el hielo que había sido, también ocupa menos volumen. Entonces, lo que sucede es que queda una capa de hielo en la superficie, mientras que debajo de la superficie el nivel del agua baja lentamente. Esto permanece hasta que la capa no pueda mantener su propio peso y se derrumba. Este fenómeno no es tan evidente en un vaso pequeño de agua, pero es evidente en los grandes lagos, que hacen ruido cuando el hielo se rompe por la tensión de su propio peso. Mira el video aquí. Bellamente demuestra este fenómeno.

Ahora, como el vaso es pequeño, toda la capa de hielo en la parte superior se suelta y comienza a flotar en la parte superior hasta que también se derrite. Y así es como la descongelación del vaso de hielo comienza no solo desde el fondo, sino también desde los lados.

Cuando se congela un vaso de agua, la formación de hielo comienza desde la parte superior, * y * la fusión del hielo también comienza desde la parte superior, inferior y lateral. La razón es esta.

Cuando el agua se enfría, la densidad máxima se alcanza a 4 grados centígrados. Debido a este hielo que se forma a medida que baja la temperatura, flota en el agua. Esto da la impresión de que la formación de hielo ha comenzado en la parte superior.

Luego, lentamente, verá la formación de hielo en los lados y en la parte inferior. El hielo en sí mismo es un mal conductor del calor. Entonces, a medida que la corteza se forma a partir del hielo flotante, se reduce el enfriamiento adicional desde la parte superior. El enfriamiento avanza a través de los lados del vidrio y el fondo, y el agua cerca de los lados y el fondo se congela a continuación. Esto deja un centro que tiene agua, o algunas veces un centro hueco.

Cuando comienza el proceso de descongelación, la superficie expuesta a la atmósfera deja entrar el calor. Por lo tanto, la parte superior, los lados y la parte inferior del vidrio permiten la entrada de calor. Esto forma agua en los lados y en la parte inferior. El hielo comienza a derretirse por todos lados. Si se derrite suficiente hielo, el resto del hielo flota en la formación de agua en el fondo. Esto da la impresión de que la fusión comenzó desde el fondo. En realidad, comienza desde toda la superficie del hielo y se abre paso hacia adentro.

La densidad del agua aumenta de 0 a 4 grados centígrados. Entonces tendrías un gradiente de temperaturas del agua. En la parte inferior, 4 grados centígrados y agua más fría por encima. Esta es también la razón por la cual los peces sobreviven un invierno, simplemente se sumergen en el fondo donde la temperatura se mantiene caliente por más tiempo. Además, la densidad del hielo es menor que el agua, por lo que flotará.
Similar es para el derretimiento del hielo. El hielo sólido sigue flotando en la parte superior. Por lo tanto, el agua licuada permanece en el fondo y parece que se está derritiendo desde el fondo.

No se trata de la parte superior o inferior. Se trata de la densidad. El agua o el hielo se calientan o enfrían uniformemente. Pero el hielo siempre flota sobre el agua. Es por eso que siempre aparece en la parte superior.

Sin embargo, el proceso es uniforme, es decir, no desde arriba o desde abajo.

Esto se debe a la capa desde la cual se realiza primero la transferencia de calor. mientras se derrite un vaso de agua, primero se suministra calor a la capa inferior. mientras se congela, la capa superior pierde calor primero en la atmósfera, por lo tanto, se congela primero.