¿Por qué el agua dulce se congela de arriba a abajo?

La densidad del agua aumenta de 0 a 4 grados centígrados. Entonces tendrías un gradiente de temperatura del agua. En el fondo 4 grados centígrados y agua más fría arriba. Esta es también la razón por la cual los peces sobreviven en invierno, simplemente se sumergen en el fondo donde la temperatura se mantiene cálida por más tiempo. Además, la densidad del hielo es menor que la del agua, por lo que flotará.

Creo que depende de la presión, que en la parte de abajo es más alta. Entonces necesitamos alcanzar una temperatura más baja que en la parte superior del líquido. Ya sabes, a mayor presión del agua, menor temperatura de equilibrio líquido-sólido. Entonces, mientras que a la misma temperatura, la congelación comienza desde arriba, las capas inferiores se "calientan" desde las capas superiores y no pueden alcanzar la temperatura de congelación hasta que la capa superior se congela y su temperatura ha comenzado a caer por debajo de 0. ºC

Porque tiene menos densidad que el agua líquida a 0 grados y se crean espacios vacíos. Por lo tanto, el hielo se congela de arriba a abajo.

Porque el límite agua-aire tiene una mayor tasa de intercambio de calor. Así, primero se forma allí una fina capa de hielo. Como el hielo es menos denso que el agua, flota en el agua. Una vez que se forma el hielo, el límite entre el hielo y el agua tiene una tasa de intercambio de calor más alta que las regiones inferiores del agua.

A medida que la energía térmica continúa saliendo del agua, se forman más cristales de hielo. A veces, esto puede crear una condición en la que golpear el recipiente (suponiendo que el agua está en un recipiente, por ejemplo) puede provocar la formación muy rápida de cristales de hielo cuando se enfría con cuidado. Este video muestra cómo hacer hielo instantáneo con agua purificada o agua carbonatada: https://www.youtube.com/watch?v=RMzio5sLN48

El agua de cero grados es un poco más liviana que el agua de 4 grados, por lo que si tomamos un cuerpo de agua por encima de la temperatura de congelación y bajamos la temperatura a su alrededor (generalmente por encima en lo que respecta a un lago a medida que baja la temperatura del aire), el agua más fría debería estar en arriba y en contacto con el aire más frío, y congelar primero.

El agua tiene un poco de aire en ella. Si observa los cubitos de hielo, puede ver que los cubitos de hielo se congelan desde arriba y desde los lados (esto tiene sentido porque el frío está alrededor de la bandeja de cubitos de hielo. Esto atrapa las burbujas de aire en el medio, porque el aire no se congela a esas temperaturas.

Puedes ver el hielo transparente (que se congeló primero) y el hielo blanco, blanco debido a las pequeñas burbujas de aire, que se congeló al final. El agua se congela donde está en contacto con el frío. También flotará hacia arriba si puede porque es más liviano, el hielo a menudo está estructurado y en su lugar, por lo que no siempre flota hacia arriba, sino que se congelará en su lugar.

El hielo claro, que a veces se usa en barras, se congela de abajo hacia arriba. Esto se hace congelando desde el fondo y, a menudo, manteniendo el agua en circulación.

No existe un mecanismo para que un lago se congele de abajo hacia arriba, a menos que encuentre una manera de hacer que la Tierra se enfríe debajo del lago. El agua también es una sustancia muy rara que se expande y se vuelve más ligera cuando se congela. La mayoría de los materiales se condensan y se hunden cuando se congelan.

El hielo transparente se fabrica mediante un método llamado congelación direccional . Así que realmente es una respuesta de dos partes. Sí, el hielo y el agua de cero grados flotan en la parte superior cuando el lago está cerca y en el rango de congelación, pero también importa cuando el frío está en contacto con el lago. El aire se pone por debajo del punto de congelación con bastante frecuencia. Suelo debajo del lago, con mucha menos frecuencia si es que lo hace.

Si vierte un balde de agua en una depresión muy fría en el suelo a una temperatura bajo cero y observa cómo se congela, es muy probable que observe la congelación de abajo hacia arriba.

Debido a la expansión análoga del agua, tiene la capacidad de disminuir su densidad cuando se enfría por debajo de 0 C. Como la densidad del hielo es menor que la del agua, comienza a congelarse de arriba a abajo.