Todo en el mundo está formado por partículas que actúan de manera diferente según el estado en el que se encuentren. Un cubo de hielo está hecho de partículas de agua, pero es un sólido porque sus partículas están muy juntas, lo que da como resultado su estado rígido y fijo.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
Cuando se saca un cubo de hielo sólido de un congelador, el aire más cálido le da a sus partículas la energía térmica que necesitan para separarse.
Partículas sólidas a líquidas
Cuando saca los cubitos de hielo del congelador, el proceso de derretimiento comienza de inmediato porque la temperatura del aire alrededor de los cubitos de hielo es más cálida que la temperatura en el congelador. El agua se congela a cero grados Celsius (32 grados Fahrenheit). Las partículas de hielo sólido absorben la energía térmica del aire más cálido, lo que les da energía y les permite alejarse unas de otras. Las partículas líquidas aún se tocan entre sí, pero están más separadas que las partículas sólidas. Se deslizan uno al lado del otro y no tienen una forma regular como los sólidos. Esto es lo que sucede cuando el cubo de hielo (un sólido) se convierte en agua (un líquido). La razón por la que un cubo de hielo ocupa un área mucho más pequeña que cuando se derrite es que las partículas que alguna vez fueron compactas se han esparcido y ocupan más espacio.
Partículas de líquido a gas
Puede pensar que un cubo de hielo se ha derretido por completo cuando se convierte en líquido, pero el proceso puede ir mucho más allá. Si la temperatura que rodea al líquido alcanza su punto de ebullición de 100 grados Celsius (12 grados F), el agua se evapora y se convierte en vapor de agua. El calor les da a las partículas líquidas suficiente energía para separarse unas de otras hasta que están escasamente espaciadas y no pueden verse a simple vista. Ahora están dispuestos de forma aleatoria y pueden moverse libremente en todas las direcciones.
Acelerando el proceso de fusión
Si desea derretir cubitos de hielo más rápido, debe reducir el punto de congelación del hielo, hacer que se derrita en un líquido a una temperatura más baja de lo normal. La forma más sencilla de hacer esto es espolvorear sal (cloruro de sodio) en los cubitos de hielo. Los cubitos de hielo puro contienen solo hielo y agua, que se dice que están en equilibrio dinámico entre sí. El equilibrio entre congelación y fusión se puede mantener en el punto de congelación-fusión de 0 grados. Celsius (32 grados F) a menos que las condiciones cambien de una manera que favorezca uno de los procesos sobre el otro. Agregar sal cambia las condiciones porque las moléculas de sal se disuelven en el agua pero no se empaquetan fácilmente en el grupo de moléculas en el sólido. Hay menos moléculas de agua en el lado líquido porque parte del agua se ha sustituido por sal, por lo que la tasa de congelación disminuye.