Mientras se sienta afuera en un día caluroso, observa cómo el hielo de su vaso de agua se derrite lentamente. Más tarde, viertes un poco de hielo de una hielera en el fregadero y abres el agua para derretir el hielo. Sin embargo, no siempre puedes usar ese truco. En un día frío de invierno, por ejemplo, no puede verter un vaso de agua en el parabrisas cubierto de hielo de su automóvil; que no derretirá el hielo. El agua derrite el hielo, pero solo bajo ciertas condiciones.
El proceso de fusión
La fusión, por definición, es el proceso de cambiar una sustancia de una fase sólida a una fase líquida. El proceso de fusión es un proceso endotérmico, lo que significa que la energía térmica debe ser absorbida para que ocurra. Esta energía térmica proviene de entornos que tienen más energía y una temperatura más alta que la sustancia a derretir. Es solo a través de una diferencia de temperatura que se transfiere la energía térmica, que luego causará una sustancia que se derrita (o al menos aumente de temperatura) mientras que los alrededores disminuyen de temperatura. La temperatura de fusión (llamada punto de fusión) es diferente para diferentes sustancias.
¿Cuándo derrite el hielo el agua?
La mayoría de nosotros conocemos el punto de fusión del hielo: 0 grados Celsius o 32 grados Fahrenheit. Si la temperatura del hielo está por debajo de este número, permanecerá sólido; si la temperatura del hielo aumenta por encima de este número, el hielo cambia a agua líquida. Si el hielo entra en contacto con el agua, sabemos que el hielo debe estar por debajo de los 0 grados Celsius y el agua debe estar por encima de los 0 grados Celsius. Debido a la diferencia de temperaturas, se producirá transferencia de calor. El resultado será que el agua bajará de temperatura y el hielo aumentará de temperatura.
¿El agua siempre derretirá el hielo?
Esto depende de la cantidad de hielo con la que comenzó, la temperatura inicial del hielo, la cantidad de agua que se usó y la temperatura inicial del agua. Si pones unos cubitos de hielo en un vaso de agua tibia, ya deberías saber el resultado: el agua se enfriará y los cubitos de hielo se derretirán. En este caso, hay suficiente agua a una temperatura inicial lo suficientemente alta como para no solo aumentar la temperatura de los cubitos de hielo, sino también derretirlos.
¿Cuándo no derretirá el hielo el agua?
Ahora debería tener sentido que no todas las instancias de agregar agua derretirán el hielo. A pesar de que el agua está a una temperatura más alta que el hielo, si hay significativamente más hielo que agua, o si la temperatura de el hielo es muy bajo para empezar, entonces no se transferirá suficiente energía térmica para aumentar la temperatura del hielo y derretirlo, también.
Resumen
El agua derrite el hielo porque está a una temperatura más alta que el hielo, por lo que la energía térmica se transfiere del agua al hielo. Dado que el principio científico que funciona aquí es la idea de la transferencia de calor, no es necesario que se utilice agua para derretir el hielo. Cualquier sustancia (sólida, líquida o gaseosa) que se encuentre a una temperatura más alta que el hielo podrá transferir energía térmica para derretir el hielo.