Hielo
El hielo es el nombre común del agua congelada. Otros líquidos, como el amoníaco o el metano o la leche, podrían llamarse hielo cuando se congelan, pero se denominan "hielo de leche", por ejemplo, en lugar de simplemente "hielo". El agua líquida se convierte en hielo sólido cuando está muy fría. El punto de congelación es 0° Celsius (32° Fahrenheit o 273 kelvin).
El hielo se suele hacer en un frigorífico o congelador doméstico. Si se pone agua en un congelador y se deja durante un tiempo, el agua se enfría mucho y se congela, creando hielo. El agua puede colocarse en un recipiente de cobre (u otro metal) para que se congele en hielo más rápidamente. Los metales son buenos conductores del calor, por lo que el agua puede congelarse más rápido que en una bandeja de hielo de plástico.
Hielo en una cesta
Cristales de hielo sobre vidrio
Cómo se forma el hielo
A diferencia de otros líquidos, el agua se expande al congelarse y se convierte en hielo; así, el hielo flota sobre el agua porque el hielo tiene menos densidad que el agua. Esto es muy inusual: casi todos los demás líquidos se vuelven más densos al enfriarse; sin embargo, el agua helada es una importante excepción. El agua líquida se expande alrededor de un 9% cuando se convierte en hielo, es decir, ocupa más espacio. Esto se debe a que las moléculas de agua están más separadas en lugar de estar más juntas. Las moléculas de un cristal de hielo están dispuestas de tal manera que son menos densas que el agua líquida.Si el agua de las cañerías se congela, puede reventar la tubería. El agua en las botellas de vidrio puede hacerlas explotar cuando se congela. El agua que se congela en las grietas de las rocas puede expandirse lo suficiente como para partir las rocas duras; éste es un importante proceso de meteorización geológica que puede desgastar las montañas y convertir la roca en suelo.
Cuando los materiales se enfrían, sus moléculas vibran menos y se compactan. Cuando la mayoría de los materiales alcanzan una temperatura llamada punto de congelación, las moléculas forman un sólido cristalino, aunque algunos materiales (como el vidrio y el alquitrán) no se cristalizan en absoluto, sino que forman fluidos súper rígidos, que parecen ser sólidos. Sólo el helio no se congela; todas las demás sustancias se congelan si están lo suficientemente frías, pero los fluidos como el aceite de cocina, el anticongelante, la gasolina, el nitrógeno, etc. se congelan a temperaturas que la mayoría de la gente no experimenta.
Agua salada
El agua salada necesita una temperatura más baja para congelarse que el agua pura. El hielo resultante contiene mucha menos sal que el agua salada de la que procede. Este hecho se ha utilizado a veces para la desalinización. El hielo salado no es tan resistente como el agua pura congelada. Del mismo modo, esparcir sal sobre el hielo lo derrite, si no está demasiado frío: la sal corroe progresivamente el hielo, formando una salmuera que no se congela a esa temperatura.
Ubicaciones geográficas del hielo
Como el hielo flota, incluso las grandes masas de agua que se congelan, como algunos océanos, sólo forman hielo en la superficie. La mayoría de los lagos nunca se congelan hasta el fondo. Incluso los océanos más fríos, como el océano Ártico, sólo se congelan en la parte superior, dejando que el océano líquido circule por debajo. Por ello, los océanos de la Tierra son capaces de redistribuir el calor y el clima de la Tierra tiene menos extremos de calor y frío de los que tendría. Si el hielo se hundiera en lugar de flotar, los océanos se llenarían de hielo desde el fondo, permanecerían sólidos y sólo se descongelaría parte de la parte superior. Un océano sólido no haría circular el calor. Pero como el hielo flota en la superficie, el agua de abajo puede seguir circulando y el hielo de la superficie permanece expuesto y se derrite fácilmente cuando la temperatura sube.Las grandes masas de hielo en tierra se llaman glaciares. La Antártida tiene la mayor parte del hielo del mundo.
Edades de hielo
El cambio climático se produce constantemente. Cuando hace mucho frío se llama edad de hielo. Durante las edades de hielo, grandes áreas de la tierra se cubren de hielo, nieve y glaciares. Las causas de las edades de hielo son complejas o difíciles de entender. El calentamiento global está afectando actualmente a los recursos de hielo de la Tierra y sus causas son también muy complejas.
Hielo seco
También existe el "hielo seco"; es dióxido de carbono congelado. El hielo seco expuesto al aire normal desprende gas de dióxido de carbono que es inodoro e incoloro. El gas está tan frío que, al mezclarse con el aire, enfría el vapor de agua del aire hasta formar una niebla que parece un humo blanco y espeso. Se utiliza a menudo en el teatro para hacer niebla o humo falso.
El hielo seco cuando se pone en el agua
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es el hielo?
R: Hielo es el nombre común del agua congelada.
P: ¿Se puede llamar hielo a otros líquidos?
R: Sí, otros líquidos como el amoniaco o el metano o la leche pueden llamarse hielo cuando se congelan, pero normalmente se les llama por sus nombres específicos como "hielo de leche".
P: ¿Cuándo se convierte el agua líquida en hielo sólido?
R: El agua líquida se convierte en hielo sólido cuando hace mucho frío y su temperatura alcanza el punto de congelación de 0°C.
P: ¿Cómo se hace el hielo en casa?
R: El hielo se suele fabricar en un frigorífico o congelador doméstico. Si se introduce agua en un congelador y se deja durante un tiempo, el agua se enfría mucho y se congelará hasta solidificarse, creando hielo.
P: ¿Afecta el material del recipiente al tiempo que tarda el agua en congelarse y convertirse en hielo?
R: Sí, se puede introducir agua en un recipiente de cobre (u otro metal) para que se congele en hielo más rápidamente. Los metales son buenos conductores del calor, por lo que el agua puede congelarse más rápido que en una cubitera de plástico.
P: ¿Cuál es el punto de congelación del agua?
R: El punto de congelación del agua es de 0°C (32°F o 273K).
P: ¿Por qué algunos líquidos tienen nombres diferentes cuando se congelan?
R: Algunos líquidos tienen nombres diferentes cuando se congelan, como "hielo de leche", porque suelen mezclarse con otros ingredientes que afectan a sus propiedades cuando se congelan.
