Dilatación Del Agua

La DILATACIÓN es el aumento de volumen de un cuerpo por la separación de sus moléculas y disminución de su densidad. También es el proceso físico por el cual se producen cambios de volumen como resultado de cambios de temperatura.

La experiencia nos dice que, cuando calentamos un cuerpo, se dilata y, cuando lo enfriamos, se contrae. Pero con el agua esto no sucede así. Cuando el agua se congela, se dilata. Es decir, aumenta de volumen: una masa de hielo tiene mayor volumen que la misma masa de agua. Este hecho se denomina dilatación anómala del agua.

¿Por qué se congela primero el agua de la superficie de un lago?

La mayoría de materias se expanden al calentarse y se contraen al enfriarse. Pero el agua no siempre se comporta así, sólo a temperaturas entre su punto de ebullición (100°C) y cuatro grados Celsius. Por debajo de los cuatro grados o, para ser más precisos, entre el punto de congelación (0°C) y cuatro grados, el agua se dilata de nuevo al enfriarse. Esto ocurre porque tiene una densidad mayor a cuatro grados Celsius que a una temperatura inferior. Y esto a su vez significa que cuando se enfría a cuatro grados cada vez pesa más, pero si se sigue enfriando, hasta los cero grados, vuelve a pesar menos.

Cuando la capa superficial de un lago se enfría en invierno, esta agua se va hacia la profundidad. El agua más caliente sube y también se enfría. El agua fría y caliente va cambiando de lugar hasta que la temperatura de todo el lago ha llegado a los cuatro grados Celsius. Si el agua de la superficie se enfría aún más, pesa menos y no se hunde. A cero grados Celsius se congela en forma de hielo, mientras que el agua más profunda sigue estando a cuatro grados. El hecho de que el agua sólo se contrae hasta que llega a una temperatura de cuatro grados y se vuelve a dilatar si se sigue enfriando se conoce como la anomalía del agua, y es el motivo por el cual el agua puede estar más caliente en profundidad del lago que en la superficie.

Todos sabemos que el hielo es menos denso que el agua.

El agua es un elemento muy especial porque si su temperatura desciende por debajo de los 4ºC su volumen aumenta pues se transforma en hielo

La dilatación anómala del agua

El hecho de que el agua no siga la conducta de los demás cuerpos, en lo que a la dilatación se refiere, es providencial para la vida marina en las zonas árticas.

Si el hielo fuera más denso que el agua, en el momento en que se formaran cristales de hielo, estos irían al fondo del mar, quedando en contacto con la atmósfera otra capa de agua, repitiéndose el proceso indefinidamente hasta que toda el agua del mar quedara congelada. Sin embargo, el agua líquida es más densa que el hielo, quedando este en la superficie y sirviendo de capa protectora al agua que se encuentra por debajo, impidiendo que esta se congele.

En todo caso, el agua que se encuentra en contacto con el hielo estará a una temperatura de 0 °C, demasiado baja para permitir la vida marina.

Más abajo, el agua a 4 °C presenta mayor densidad que a 0 °C, por lo que el agua del fondo estará más caliente que la que se encuentra en contacto con el hielo.

Esta pequeña diferencia de 4 °C es la que hace posible que en los mares árticos pueda haber vida marina.

Gracias a la dilatación anómala del agua es posible la vida en los ecosistemas acuáticos. En un lago de montaña, por ejemplo, al llegar el invierno, el agua se congela. Pero como el hielo flota, solo se congela una delgada capa de agua, que queda en la superficie. El agua por debajo está muy fría, pero el hielo la aísla de las bajas temperaturas del exterior y así no llega a congelarse. Gracias a esto, las plantas y los animales acuáticos pueden sobrevivir en invierno. En la naturaleza, normalmente, siempre hay agua líquida bajo el hielo.

...