Un trozo de hielo flota en un vaso de agua, se funde, se pregunta si subirá el nivel del agua.

1. ¿Cuándo el hielo se derrite aumenta el nivel del agua?
dimartinnu@gmail.com

2. ¿Cómo explicamos esto?
La razón por la que el nivel del agua no aumenta es porque el hielo flota y al
derretirse se contrae.
Ésta es la razón por la que los icebergs y los cubitos de hielo flotan en el
agua.
Vamos a resolver un ejercicio aclaratorio.
Supongamos que un cubito de hielo flota en el agua de un vaso. Supongamos
también que tiene forma cúbica y la arista es de 4 cm, que su densidad es de
0,92 g/cm3 y que la del agua líquida 1 g/cm3.
Preguntamos:
a) El volumen del hielo.
b) El volumen de agua desalojada.
c) El volumen de hielo sumergido.
d) El volumen de agua procedente del deshielo.

3. a) El volumen del hielo.
Como tiene forma cúbica, aplicamos la fórmula: V = a3 siendo a la arista.
V = 43 cm3 = 64 cm3

4. Se llama agua desalojada al volumen de hielo que está sumergido. Por lo
tanto el apartado b y c tienen el mismo resultado.
a) El volumen de agua desalojada.
b) El volumen de hielo sumergido.
Según el Principio de Arquímedes, todo cuerpo
sumergido en un fluido sufre una fuerza vertical
hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.
Cuando el hielo está flotando en equilibrio, el
peso del hielo tiene que ser igual al empuje (peso
de agua desalojada)

5. Peso = empuje
a) El volumen de agua desalojada.
b) El volumen de hielo sumergido.
Peso = dhielo · Vhielo · g
Empuje = dagua · Vagua desalojada · g
dhielo · Vhielo · g = dagua · Vagua desalojada · g
0,92 g/cm3 · 64 cm3 = 1 g/cm3 · Vagua desalojada
Vagua desalojada = 58,88 cm3

6. d) El volumen de agua procedente del deshielo.
Hallamos el peso del hielo que será el mismo que el del agua fundida.
Peso = dhielo · Vhielo · g = 0,92 g/cm3 · 64 cm3 · 980 cm/s2 = 57702,4 dinas
El volumen del agua fundida procedente del
hielo será:
Empuje = dagua · Vagua · g
57702,4 dinas = 1 g/cm3 · Vagua · 980 cm/s2
Despejando y operando resulta:
Vagua = 58,88 cm3
¡Anda! Si es lo que ya sabiamos.

7. Experimento para comprobar lo anterior
Material necesario:
Vaso lleno de agua hasta la mitad.
Uno cubito de hielo.
Rotulador.

8. Para demostrarlo, coge un vaso y llénalo de agua
hasta la mitad.
Coge un cubito de hielo y échalo en el vaso.
Con un rotulador señala la altura exacta hasta la
que llega el agua.
Deja que el hielo se derrita.
Cuando lo haya hecho, señala ahora el nivel del
agua.
Compara ambas señales y verás que permanece
igual.