Por Amanda Hoff • Actualizado el 24 de marzo de 2022
¿Alguna vez has vertido un vaso de agua tibia sobre un bloque de hielo y has visto cómo se disuelve lentamente? Esa observación cotidiana esconde un principio físico fundamental:el calor fluye de una sustancia más cálida a otra más fría hasta que las temperaturas se igualan. En esta breve guía explicaremos por qué el agua puede derretir el hielo, las condiciones que lo permiten y cuándo simplemente no funciona.
La fusión es un cambio de fase endotérmico que requiere la absorción de energía térmica. El calor proviene de la materia circundante que está a mayor temperatura. Cuando la temperatura de un sólido alcanza su punto de fusión, el calor absorbido lo transforma en líquido. Diferentes sustancias tienen diferentes puntos de fusión; para el hielo es 0°C (32°F).
El agua derretirá el hielo siempre que esté más caliente que el hielo. El calor se transfiere del agua más caliente al hielo más frío, elevando la temperatura del hielo a 0°C y convirtiéndolo en líquido. En la práctica, esto funciona siempre que la cantidad de agua caliente sea suficiente para proporcionar suficiente energía térmica para el calor latente de fusión del hielo.
Por ejemplo, unos cuantos cubitos de hielo en una taza de agua a 30°C se derretirán rápidamente porque la capacidad térmica del agua supera fácilmente la demanda de calor del hielo. Por el contrario, un cubo de hielo a –10°C vertido en agua tibia del grifo puede no derretirse en absoluto; la temperatura del agua desciende hasta el punto de fusión del hielo, pero permanece por debajo de él.
La transferencia de calor está gobernada por el gradiente de temperatura. Si el gradiente es demasiado pequeño o la masa de hielo demasiado grande, el calor disponible sólo reducirá la temperatura del agua, no aumentará la del hielo lo suficiente como para alcanzar los 0°C. En tales casos, el hielo persiste hasta que una fuente de calor externa (luz solar, un calentador o un fluido más caliente) proporciona energía adicional.
Cualquier material (sólido, líquido o gaseoso) a una temperatura superior a 0°C puede derretir el hielo transfiriendo calor. Por eso podemos derretir el hielo con aceite caliente, metal calentado o incluso con los rayos del sol. El requisito común es una diferencia de temperatura que impulse el flujo de calor.
Comprender estos principios le ayuda a predecir y controlar el congelamiento y el derretimiento en situaciones cotidianas, desde conducir en invierno hasta preparar la cocina.
