Un nuevo modelo aclara por qué el agua se congela a distintas temperaturas
Crédito:CC0 Dominio público
Desde formaciones de nubes de aspecto abstracto hasta rugidos de máquinas de nieve en las pistas de esquí, la transformación del agua líquida en hielo sólido toca muchas facetas de la vida. Generalmente se acepta que el punto de congelación del agua es de 32 grados Fahrenheit. Pero eso se debe a la nucleación del hielo:las impurezas del agua cotidiana elevan su punto de congelación a esta temperatura. Ahora, los investigadores revelan un modelo teórico que muestra cómo detalles estructurales específicos en las superficies pueden influir en el punto de congelación del agua.
Los investigadores presentarán sus resultados en la reunión de primavera de la Sociedad Química Estadounidense (ACS).
"La nucleación del hielo es uno de los fenómenos más comunes en la atmósfera", afirma Valeria Molinero, profesora de química física y de materiales. "En las décadas de 1950 y 1960, hubo un gran interés en la nucleación del hielo para controlar el clima mediante la siembra de nubes y para otros objetivos militares. Algunos estudios abordaron cómo las formas pequeñas promueven la nucleación del hielo, pero la teoría no estaba desarrollada y nadie ha hecho nada. cuantitativo."
Cuando las temperaturas bajan, las moléculas del agua líquida, que normalmente se mueven rápidamente y pasan unas a otras, pierden energía y disminuyen su velocidad. Una vez que pierden suficiente energía, se detienen, se orientan para evitar repulsiones y maximizar las atracciones, y vibran en el lugar, formando la red cristalina de moléculas de agua que llamamos hielo.
Cuando el agua líquida es completamente pura, es posible que no se forme hielo hasta que la temperatura baje a -51 grados Fahrenheit; esto se llama sobreenfriamiento. Pero cuando incluso las impurezas más pequeñas (hollín, bacterias o incluso determinadas proteínas) están presentes en el agua, los cristales de hielo se pueden formar más fácilmente en las superficies, lo que da como resultado la formación de hielo a temperaturas superiores a -51 grados Fahrenheit.
Proporcionado por la Sociedad Química Estadounidense