El cubito de hielo

En un vaso pongo un cubito de hielo, y luego agrego agua todo lo que puedo sin que llegue a derramarse. ¿Qué sucederá cuando el cubito se derrita?

— Propuesto por Carlos Ungil en septiembre de 1998

46 comentarios Hacer un comentario

  • 1. Marcos  |  Jun 1 2008, 12:25 pm

    A priori, pienso que el nivel del vaso debería reducirse.

    En unos minutos haré el experimento y enviaré los resultados.

  • 2. Marcos  |  Jun 1 2008, 1:00 pm

    Acabo de hacer el experimento, y el nivel del agua en el vaso quedó igual, dentro de los límites de precisión disponibles.

  • 3. Pau  |  Jun 1 2008, 1:34 pm

    No sucederá nada.

  • 4. Rocio  |  Jun 1 2008, 1:42 pm

    no sucede nada

  • 5. fáv  |  Jun 1 2008, 2:24 pm

    Lo lei en un libro de Martin Gardner, en un recopilatorio de problemas físicos. El nivel se queda igual, me gustaría que alguien lo explicara porque entonces no lo entendí.

  • 6. Nicolás Rivas  |  Jun 1 2008, 2:49 pm

    El nivel de agua baja. El agua tiene la extraña propiedad de que al pasar de su estado líquido al sólido su densidad se reduce por un cierto intervalo de temperatura (su volumen aumenta hasta en un 9%, es decir tenemos la misma cantidad de masa pero más volumen). Ejemplo claro: los hielos flotan, pesa menos el mismo volumen de hielo que de agua. Todo se reduce al “Eureka” de Arquímides.

    ¿Por qué se dice que los niveles del mar subirían si es que derriten los grandes hielos de los polos?, ahí hay otro truco escondido.

  • 7. Jorge  |  Jun 1 2008, 4:18 pm

    Según me comentaron a mí, si los hielos del Polo Norte se derritieran no pasaría nada, pero los de la antártida reposan sobre tierra, por lo que el agua en estado sólido elevada sí que afectaría al nivel del mar.

    Insisto en que no lo he corroborado en ningún sitio, es un esbozo.

  • 8. Armando de Quilmes  |  Jun 1 2008, 5:25 pm

    6. Nicolas estas equivocado, no baja el nivel de agua. En realidad el cubito de agua reduce su volumen paro el nivel se mantiene. El volumen que se reduce es igual al volumen que esta sobre el nivel de flotación.
    Por otro lado el volumen de agua desalojado por el cubito multiplicado por 1gr/cm3 daria el PESO del cubito y este no va a variar al derretirse, por lo tanto el cubito derretido ocuparía el mismo volumen que sesaloja el hielo (por supuesto hasta la linea de flotación)

  • 9. Corleone  |  Jun 1 2008, 5:31 pm

    Creo que Marcos, con su experimento, tiene razón.

    Cuando un objeto flota en un líquido y está quieto, el peso del líquido que desplaza es igual al peso del objeto en cuestión (el principio de Arquímedes). Dicho de otra forma: el peso del agua que haría falta para rellenar de agua el hueco que está ocupando el cubito mientras flota es exactamente el peso del cubito. Por otra parte, el cubito cuando se derrite produce exactamente esa cantidad de agua, ya que su peso no cambia (todas las moléculas siguen ahí, sólo que organizadas de distinta forma). Así que cuando se derrite, el agua que deja el cubito rellena perfectamente el hueco que había.

    Lo que dice Nicolás Rivas explica por qué el hielo flota: es menos denso. Y es verdad que el hielo ocupaba más volumen antes de derretirse; ¡pero también sobresalía por encima del vaso!

    Sobre los hielos de la Antártida, estoy de acuerdo con lo que dice Jorge… Creo recordar que en el documental de Al Gore sobre el cambio climático hablaban de esto, y precisamente hacían la comparación con un vaso que tiene un cubito flotando, o un vaso donde los cubitos llegan hasta el fondo y se apoyan unos en otros: en éste último sí sube el nivel al derretirse el agua, porque los cubitos no están flotando, sino apoyados en el fondo, y el principio de Arquímedes no se aplica.

  • 10. Corleone  |  Jun 1 2008, 5:39 pm

    Y buscando por ahí encuentra uno todo tipo de “correcciones” a esto: si el hielo encerraba burbujas de aire dentro, ¿influye esto en la respuesta? ¿Y si tenemos en cuenta que el agua del vaso estará un poco más caliente poco después de que el hielo se derrita? Igual alguien quiere probar a contestar esto… En estos problemillas de física hay que terminar decidiendo también hasta qué grado de precisión quiere uno llegar…

  • 11. Nicolás Rivas  |  Jun 1 2008, 9:05 pm

    Si, estaba fatalmente equivocado, todo se compenza porque parte del volumen esta fuera del agua, que es precisamente la parte que sobra por la disminuición de densidad.

    Me da verguenza, pues soy estudiante de física. Pero bueno, algo nuevo he aprendido que creía saber.

  • 12. esteban burmester  |  Jun 2 2008, 7:42 pm

    leyendo todos los comentarios solo puedo aportar (aunque ya muchos saben) que el agua sigue igual puesto a que lo que hace que el cubito flote no es su volumen sino que su densidad (que es menor que la del agua en estado solido) pero teniendo conocimiento de la ley de conservacion de la masa sabemos que la cantidad de agua no aumentara ni disminuira porque nunca se le agrego o quito agua

  • 13. jula  |  Jun 2 2008, 10:45 pm

    yo pienso que nada se pierde todo se transforma,el cubito paso del estado SOLIDO AL LQUIDOpero manteniendo el mismo volumen.El agua no deberia derramarse.

  • 14. tolkeyen  |  Jun 4 2008, 12:33 pm

    el nivel del agua se reducira ya que el agua en estado solido ocupa mas lugar que en estado liquido ( unico caso ) por lo tanto el volumen del agua coongelada se reducira y el nivel de agua bajara

  • 15. raquel  |  Jun 8 2008, 1:49 pm

    mantiene el nivel del agua

  • 16. Margot Gasco  |  Jun 12 2008, 11:31 am

    El vaso de agua lleno con el cubito dentro nunca se derramara porque el cubo cuando deshiela ocupa el mismo espacio.

  • 17. Gerardo  |  Jun 12 2008, 2:43 pm

    Si ya esta lleno con hielo y agua derretido o no los dos elementos van a estar dentro del volumen del vaso por lo tanto derretidos o no el agua se mantiene en el mismo nivel

  • 18. DrDoom  |  Jun 15 2008, 3:25 pm

    ¿Y si pongo un cubito con forma y tamaño igual al vaso pero con el doble de su altura?
    ¿Que pasará cuando se derrita?

    El problema debería especificar el tamaño del cubito y del vaso.

  • 19. HernanKowalsky  |  Jun 17 2008, 7:50 am

    Mientras el Cubito no sobresalga del tamaño del vaso antes de llenarse el vaso con agua, el nivel del agua tras derretirse el cubito no sobrepasará al del vaso.

    De hecho el nivel del agua no variará ( suponiendo un cubito solido, compacto y hecho con el mismo agua que hemos usado para llenar el vaso.

    En cuanto a las burbujas del cubito, eso depende de si las burbujas son naturales por los gases disueltos en el agua y si la concentración de gases disueltos en el agua con la que se hizo el cubito es la misma que la que tenía el agua del vaso.

    Si creásemos un cubito hueco pero sellado ( no preguntemos como) entonces el volumen de agua disminuiría

  • 20. HernanKowalsky  |  Jun 17 2008, 8:09 am

    caso excepcional

    Y si el cubito está lo suficientemente frío y ocupa el suficiente volumen como para ir congelando el agua y aumentar de volumen, podría llegar un punto en el cual el agua se cayese por el borde empujada por el hielo ¿antes de ser congelada?

  • 21. Antoni  |  Jun 17 2008, 8:53 am

    El nivel de agua baja. El agua, al congelarse, aumenta su volumen. De todos es sabido que si tienes una cantimplora metálica abollada y deseas arreglarla, debes llenarla de agua y meterla en el congelador. Al helarse, el agua se expande y hace que la cantimplora recupere su forma.
    Supongo que en un vaso de agua sería muy difícil efectuar una medición, dando la impresión de que el nivel queda igual.

  • 22. Mario  |  Jun 17 2008, 11:13 pm

    Es fácil: continúa igual. El hielo es agua en estado sólido. Tiene las mismas moléculas cuando se derrite, el mismo peso, el mismo volumen. Queda igual.

  • 23. faty  |  Jun 26 2008, 3:14 pm

    La verdad que no entiendo nada…
    porque el cubito de hielo al derretirse se transforma en agua…
    entonces si a un vaso le pusieron agua hasta el limite, mas el agua que suma el hielo derretido, logicamente, deberia rebalsar el vaso…

  • 24. marta  |  Jun 27 2008, 11:09 am

    La cuestión está enque al ser una misma sustancia, los volúmenes son aditivos, por lo tanto, el volumen del agua del vaso + el volumen del cubito de hielo, es el mismo que el volumen del vaso, y el volumen del hielo derretido…
    La cuestión es: si se hace el experimento, el hielo flota, por lo tanto hay una parte de su volumen que esta sumergdo y otra no…enfin, que hay para rato
    jajaj

  • 25. Yo  |  Jul 6 2008, 7:30 pm

    Resumiendo, más de 7 personas están equivocadas y no hacen el experimiento en sus casas para comprobarlo. POR CIERTO, EL VOLUMEN ES EL MISMO, SOLO CAMBIA EL ESTADO, EL AGUA SIGUE IGUAL…

  • 26. Carlos A Altgelt  |  Jul 13 2008, 12:49 pm

    ¿Qué pasaría si cambiamos el agua y el hielo, por vino y un “hielo” de este mismo vino?

  • 27. Fernando  |  Jul 18 2008, 4:41 pm

    El volumen del agua se disminuye ya que el espacio que ocupa el agua en estado sólido es mayor que en estado líquido, es decir el hielo ocupa cierto volumen, al derretirse este volumen diminuye

  • 28. mariana paulino  |  Aug 16 2008, 12:24 am

    el peso del soluto es igual tanto en estado solido como en liquido, es cedir, el volumen del liquido que segregue el cubi de hielo, sera igual al espacio ocupado por este en estado solido, osea, se queda igual, obviamente…

  • 29. Locust  |  Nov 20 2008, 9:52 am

    Con un cálculo simple y conociendo un par de datos se puede comprobar que el volumen aumenta no se modifica:

    densidad del agua líquida: 1 g/cm3
    densidad del hielo: 0.92 g/cm3

    Podemos suponer que, como en los icebergs, sólo un 10% del hielo se encuentra en la superficie y el resto está sumergido.

    Suponiendo un cubito de 1cm3 tenemos:

    Masa hielo sumergida= volumen hielo sumergido*densidad hielo= 0.9cm3*0.92g/cm3=0.828g

    Masa hielo en superficie=volumen hielo superficie*densidad hielo= 0.1cm3*0.92g/cm3=0.092g

    Siendo la densidad del agua líquida 1g/cm3 la masa de hielo sumergida una vez derretida ocupará 0.828 cm3, con lo que reduce su volumen en 0.9-0.828=0.072cm3

    Sin embargo la masa en superficie se incorpora al líquido, con lo que el volumen aumenta en 0.092 cm3 (equivalente a la masa, ya que la densidad del agua es 1g/cm3)

    Con lo que vemos que el volumen aumenta en 0.02 cm3, efecto que en cualquier caso será inapreciable al hacer el experimento en un vaso.

  • 30. walter jesus  |  Mar 28 2009, 12:35 am

    pues yo no he entendido por que me preguntan si la masa sigue igual y su volumen aumenta que pasa su densidad aumenta o disminuye por fas alguien que me explique

  • 31. cesar  |  Apr 4 2009, 2:06 am

    si pasa algo el hielo pierde volumen por lo que baja el nivel de agua

  • 32. Lizmar Rodriguez  |  Apr 5 2009, 2:55 pm

    no va a cambiar el volumen por que lo mismo que ocupa en solido lo ocupa en liquido por lo que no se va a derramar

  • 33. Ivan  |  Jun 24 2009, 6:17 pm

    el nivel de agua baja, una de las propiedades quimicas del agua es que se expande cuando se congela, por eso se revientan las botellas cerveza en el congelador

  • 34. mar  |  Sep 1 2009, 9:12 pm

    este experimento nos puede hacer entender a groso modo cómo afecta el calentamiento global en los polos?

  • 35. micaela  |  Oct 15 2009, 2:54 pm

    queda igual, porque el agua tanto en hielo como en liquido tendra el mismo volumen lo que variara es solo la forma.
    el vaso no se derramara

  • 36. 7letsyrc  |  Oct 27 2009, 2:31 am

    el nivel del agua disminuirá pues la estructura molecular del agua tiene la propiedad de que forma enlaces de hidrógeno lo cual permite que en el estado sólido su volúmen se incremente y su densidad por lo mismo disminuya, ya que la densidad del agua en estado líquido es 1g/cm3 y en el sólido es 0.92g/cm3, tal vez si hacen el experimento les de como resultado que no se baje el nivel del agua, sin embargo, ahi tendrían que tomar en cuenta que como los hielos flotan, un parte de estos estan fuera del agua y obviamente no ocupan todo el espacio, simplemente usen el sentido común en este aspecto…
    salu2
    sonrian=)
    ich bin sechszehn jahre alt …

  • 37. juan  |  Nov 4 2009, 7:45 am

    si el agua del vaso está a una temperatura por encima de los 4º C se enfriará reduciendo su volumen, al mismo tiempo el hielo derretido ocupará el volumen que ya desalojaba al flotar_ En total el nivel del agua bajará exclusivamente lo que disminuya el volumen del agua líquida inicial debido a su enfriamiento.

    si el agua está a 4º o por debajo, el nivel subirá exclusivamente por la dilatación debida al enfriamiento del agua líquida inicial.

    (prescindamos razonablemente de la influencia de la temperatura exterior e incluso de la evaporación pues sería un problema distinto)

  • 38. Viva colombia  |  Jan 5 2010, 8:16 pm

    primero el hielo es agua liquida comprimida y compacta sometida a temperaturas bajas, por lo tanto al desleirse, el volumen del agua liquida en el vaso aumenta y por consiguiente se derramara hasta que el vaso quede completamente lleno (hasta el limite).

    R//: NO SUCEDERÁ NADA

    P.S: La respuesta de la primera persona (Marcos) es demasiada absurda, como parte a hacer un experimento , sabiendo tener una logica clara de lo que irá a suceder.

  • 39. liz  |  Jan 6 2010, 1:45 pm

    no creen que seria mas chido si solo dejan de discutir entre usd mismos y solo nos explican bien que es lo que pasa, es logico que todos tenemos diferentes puntos de vista, pero solo que remos entender que s lo que pasa. yo ya hice el experimento y el volumen sigue igual, asi que yo supongo que es porque el espacio del agua solida es el mismo que ocupara en estado liquido, es asi o no???

  • 40. Alan Eskenazi  |  Jan 6 2010, 3:48 pm

    en principio, el agua en estado solido, ocupa mas espacio que en estado liquido. (para cmprobar lo anterior, llenen una botella plastica hasta el tope, cierren y metanla en el freezer). Al dia siguiente veran que el tamaño de la botella es otro, el decir su volumen aumenta.

    en el caso del vaso con el cubito es inverso. el espacio que ocupa el cubito de hielo es mayor al espacio que ocupara el agua proveniente de su fundicion.

    Tras toda la explicacion anterior, les digo… En el vaso el nivel de agua sera menor. ES MAS FACIL COMPROBARLO SI USAN MAS DE 1 CUBITO DE HIELO O UN CUBO GRANDE.

  • 41. roberto ferrari  |  Feb 14 2010, 9:30 am

    hagan la prueba contraria, llenen un frasco con agua y congélenlo, el hielo que se forma no cabe en el frasco y se forma una columnita saliendo del frasco o, si está bien tapado estalla. por lo tanto, si tuvi- mos cuidado de recoger todo el hielo que se formó, y que no cabe en el frasco, al descongelarse, mientras tenga la misma temperatura que tenía al comienzo del experimento, el agua volverá a llenar el frasco, no sobrará ni faltará nada. esto no tiene nada que ver con el principio de arquímedes.

  • 42. solange  |  May 21 2010, 5:11 pm

    El hielo se derrite lentamente, aumenta el volumen del agua

  • 43. branjo  |  Aug 12 2010, 8:01 pm

    no se desborda (si se dice q el bloque flota ala par del borde)

    porque el agua congelada ocupa mas volumen que el agua liquida,aunque sean de la misma mas.

    esto es porq cuando el agua se congela forman puentes de hidrogenos

    entonces si el bloque de hielo se derrite,la masa de este es la misma pero ocuparia menos volumen,en ves de desbordarse bajaria un poquito el nivel del agua.

  • 44. yor  |  Nov 25 2010, 12:18 pm

    carleone:
    el principio de arquimedes dice que el peso del liquido desalojado es igual al empuje que recibira un ebjeto en su lugar, pero no que el peso del liquido desalojado es igual al peso del objeto, creo que te has equivocado… o no interprete???

    ahora tengo una duda:
    si tengo dos vasos con agua al mismo nivel, los vasos son exactamente iguales, pero uno tiene hielo y el otro no, sus pesos seran iguales? menos el del hielo? o mayor?
    yo estimo que el vaso que tiene hielo pesara menos, ya que el volumen ocupado, es igual, entonces habra menos masa (el hielo es menos denso que el agua) por lo tanto, teniendo en cuanta que peso=m.g entonces tendremos menos peso. por favor resuelvanme mi duda!!!

  • 45. Claudio Sánchez  |  Nov 25 2010, 4:02 pm

    Efectivamente, yor (#44) el principio de Arquímedes dice que el peso del liquido desalojado es igual al empuje. Pero, si el cuerpo está flotando, el empuje es igual al peso del cuerpo. Por lo tanto, el peso del liquido desalojado es igual al peso del cuerpo.

  • 46. Héctor Leopoldo  |  Jan 6 2011, 11:58 am

    En este interesante tema, no se ha considerado que un témpano contiene prácticamente agua pura solidificada flotando en agua de mar. Las densidades del hielo, del agua pura y del agua de mar son: 0,90 – 1,00 y 1,03 g/cc, respectivamente. Por tanto, el volumen del hielo sumergido en agua de mar es menor del 90% y, al fundir la parte emergente hace que nivel global aumente. Este aumento de volumen es del orden de un 2,5% respecto del volumen inicial del hielo y solo es aplicable de masas de hielo que están flotando (P = E). Este reducido aumento de volumen puede ser poco significativo en cuanto al aumento del nivel de los mares, pero conlleva otros efectos ambientales: dilución del agua de mar, menor reflexión solar, calentamiento global, alteración atmosférica, etc.

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