¿Se congelará el agua añadida a un trozo de hielo?

El agua, a temperatura ambiente, se vierte en un agujero hecho de un bloque de hielo derretido (mantenido a temperatura ambiente). Me preguntaba si el agua alguna vez se congelaría.

Gracias.

Asumiendo que el bloque de hielo es isotérmico... no (despreciando la variabilidad estadística).
¿Puede indicar la lógica detrás de esto?
Tienes que dar a qué temperatura está el hielo, es decir, si está a -18 °C y se está derritiendo, qué tan grande es el agujero, qué tan grande es el bloque de hielo, qué temperatura tiene el agua. Se vierte agua en un agujero profundo de diámetro pequeño en un - El bloque grande de 18C que se deja a temperatura ambiente se congelará antes de derretirse.

Respuestas (5)

El hielo que sale del congelador suele rondar los -19 grados. Celsius, y solo se puede almacenar durante un tiempo limitado a temperatura ambiente. Tan pronto como el hielo se calienta a 0 grados. o más, el hielo se derretirá en agua líquida. El agua líquida que entre en contacto con el hielo se enfriará, y si se enfría por debajo de 0 grados. también se congelará. La respuesta a su pregunta es que dependerá de cuánto hielo, cuánta agua y las temperaturas iniciales de estos (y mucho más si realmente entra en pequeños detalles como la dinámica del transporte de energía). Todo está controlado por la energía, para hacer los cálculos reales, necesita constantes como la capacidad calorífica del agua y el hielo, y la energía de fusión.

y la pureza del agua también...

El agua que se mantiene en el agujero cede calor al hielo y se enfría hasta 0°C. Aquí, tanto el hielo como el agua están a la misma temperatura, por lo que el agua no puede emitir calor latente al hielo y, por lo tanto, no se congela.

Sí, si la cantidad de hielo es significativamente mayor que el agua; o bien hay una diferencia de temperatura lo suficientemente grande entre el hielo y el agua. esto se debe enteramente a que la temperatura afecta la movilidad, la energía cinética y también la extensión de los enlaces de hidrógeno (que es significativo en el caso del agua, ya que explica el fenómeno de densidad a 4 grados Celsius). Se ha encontrado que la energía requerida para derretir una unidad de cantidad de hielo es significativamente mayor que la energía requerida para elevar su temperatura en una unidad de grado. razón explica una energía latente más alta que la capacidad calorífica específica del hielo. dado que la naturaleza prefiere el estado de menor energía potencial (aquí, prefiere gastar la menor cantidad de energía posible en este proceso) en un sistema de agua helada, el equilibrio se logra convirtiendo el agua en hielo o viceversa, o una mezcla de ambos coexistiendo a cero grados .

Suponiendo que el bloque de hielo está a 0 grados, el agua se mantendrá a 0 grados y se evaporará en la parte superior y se congelará en la parte inferior debido al calor que se ha evaporado hasta que se convierta en hielo sólido.

Puedo ver cómo esto podría ser correcto dependiendo de las condiciones del aire. Específicamente, si el contenido de humedad del aire fuera tal que permitiera la evaporación y la temperatura del aire también fuera exactamente 0 grados.
La temperatura del aire no tiene por qué ser cero, la conductividad térmica del hielo es mucho mayor. Evaporarse a un aire más cálido aún lo enfría.
Claro, entonces hay una condición de humedad y temperatura bajo la cual ocurrirá un enfriamiento neto, lo que lleva a lo que usted describe. Si la evaporación no es suficiente para compensar la ganancia de calor, entonces el hielo se derretiría de una manera bastante normal.
@Zassounotsukushi--- tienes razón. Creo que esta respuesta es la correcta en condiciones atmosféricas habituales donde el problema es útil, como el agua que cae en un núcleo de hielo perforado en el polo sur en verano, donde la temperatura del aire es un poco mejor que 0 ° C, o el agua en un hielo -Cubo a temperatura fría. El cubo de hielo se derrite, pero el agua se evapora y deja un poco de hielo en el fondo antes de que el resto del hielo se derrita.

A medida que se vierte agua en el orificio, su temperatura disminuirá a 0 grados centígrados y estará en equilibrio térmico con el hielo. Finalmente, no puede perder más energía térmica después de eso y no se derretirá.

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