Conversacion

primero, el hielo no se funde, se derrite.

segundo si se derrite, irá convirtiéndose en agua, que no se derramará porque al mismo tiempo que se derrite, el hielo va disminuyendo su voluman, así que el volumen sólido que ocupa se convertirá en líquido y el vaso seguirá lleno hasta el borde

Cuando se derrite el hielo, ¿sube el nivel del agua?

Enviado por Anonymous el 20/01/2007 - 04:07.

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Título:

Cuando se derrite el hielo, ¿sube el nivel del agua?

Tema :

Flotabilidad

Pregunta:

Cuando se derrite el hielo, ¿sube el nivel del agua?

Answer:

Ahhh, esta es una pregunta vieja de clase de física y una buena pregunta del juego de trivialidades.

Debido a que el agua se dilata cuando se congela, algunas personas piensan que cuando el hielo flotando en el agua se derrite, este reducirá el tamaño así que el nivel de agua bajará. Otras personas ven parte de in Iceberg emergido y piensan: “Cuando esto se derrita, debido a que está en el agua, el nivel de la misma aumentará."

De hecho, ninguna de las dos es verdad y tenemos a Arquímedes, una vez más, que agradecer por ello:

Cuando un cubo de hielo (ó un iceberg, lo cual es un cubo de hielo “grande”) flota en el agua, entonces por definición el peso del cubo es exactamente igual a la fuerza de flotabilidad, la cual es igual al peso del agua desplazada.

Cuando el cubo de hielo se derrite, su volumen cambia, pero conserva su peso (según la ley de conservación de las masas) Así que el agua derretida de un cubo de hielo tiene exactamente el mismo peso que el agua que fue desplazada por el cubo de hielo cuando estaba congelado, por lo cual el “volumen” del agua derretida se adapta exactamente en el volumen previamente desplazado conservándose igual el nivel del agua.

Cuidado: este argumento se aplica solo si el cubo de hielo es hecho esencialmente con la misma agua en la que está flotando. Siendo esto cierto, por ejemplo, el Ártico está hecho con agua de mar congelada. Sin embargo, si tomamos un “iceberg” del Antártico, el cual se ha separado del agua “dulce” del continente y esta flotando en el agua salada del mar, tenemos que tomar en cuenta el hecho que el agua salada es mas densa que el agua dulce. En cuyo caso, el iceberg todavía pesa tanto como el peso del agua salada desplazada, pero debido a la diferencia de densidad, el volumen del agua fresca derretida será ligeramente mayor que el volumen del agua desplazada, de esta forma el nivel del agua se elevará (aunque esto será imperceptible a escala oceánica) cuando el iceberg se derrite.

Claude BAUDOIN

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En adición de la respuesta de Claude, se necesitaría considerar otros dos factores:

1) Si el hielo estaba flotando originalmente en agua liquida, nos tendríamos que preguntar: ¿Por que se está derritiendo? Esto es debido, obviamente, al aumento de la temperatura del hielo y posiblemente así el agua se está calentando. En ese caso, el nivel del agua puede elevarse debido a la expansión térmica relacionada con, pero no debido a , el derretimiento del hielo

2) Si el hielo estuviese totalmente o parcialmente sustentada por el fondo del contenedor del agua, entonces cuando este se derrita, ciertamente se elevara el nivel. En el limite, si no hubiese agua en el contenedor, en el comienzo del experimento, claramente sería el final y es obvio que el nivel del agua ha aumentado.

.

Depende de la naturaleza de la pregunta realmente. Si concierne puramente a un cubo de hielo flotando en un vaso de agua potable, la respuesta de Claude esta completa. Si es respecto a la pregunta “espinosa” acerca de la subida de los niveles del mar debido al calentamiento global, entonces los dos factores anteriores deben ser considerados: el hielo que cubre la Antártica y Groenlandia empieza a derretirse y los mares se dilatan debido a los efectos térmicos.

Peter

Determinación el cero absoluto de temperatura

Física Estadística y Termodinámica

Calor y temperatura

Calor específico

de un sólido

Equivalente mecánico

del calor

Calor de fusión

Calor de vaporización

________________________________________

Ley del enfriamiento

de Newton

Evaporación del agua

Calentamiento

periódico

Recinto finito

________________________________________

Cero absoluto de

temperatura

Medida de la presión

atmosférica

Oscilaciones de un

globo

Medida de la presión

de vapor del agua (I)

Medida de la presión

de vapor del agua (II)

La escala Kelvin de temperaturas

Descripción de la experiencia

Actividades

Referencias

En esta página, se simula una experiencia que permite determinar el cero absoluto de temperatura mediante un proceso a volumen constante.

La escala Kelvin de temperaturas

La ecuación de un gas ideal es pV=nRT, donde

• p es la presión

• V el volumen

• n el número de moles

• R la constante de los gases R=8.3143 J/(K mol)

• T la temperatura.

Si hacemos una gráfica del producto pV en función de la temperatura obtenemos una línea recta, que intersecará el eje X en el valor T=-273ºC. Si empleamos distintos gases pero con el mismo número n de moles, obtendremos la misma línea. Pero si el númeron de moles es distinto obtendremos otra línea distinta que interseca al eje X en el mismo valor de T=-273ºC.

En vez de grados centígrados es por tanto, más conveniente usar una nueva escala de temperaturas, denominada escala Kelvin, de modo que a la temperatura centígrada -273ºC le corresponde el cero de la nueva escala.

Si t es la temperatura en grados centígrados, la correspondiente temperatura T en la escala Kelvin será.

T(K)=t(ºC)+273.

Ningún sistema puede tener una temperatura negativa ya que el producto pV es siempre positivo. A la temperatura 0 K un gas que ocupa un volumen V ejercerá una presión nula p=0 sobre las paredes del recipiente que lo contiene. Como la presión se debe a los choques de las moléculas con las paredes del recipiente, en el cero absoluto de temperatura cesará el movimiento de las moléculas que ya no ejercerán fuerzas sobre las paredes del recipiente.

Descripción de la experiencia

Se dispone de un recipiente de

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