Propiedades físicas del agua en estado sólido

El hielo se rompe fácilmente bajo la influencia del choque; a pesar de esto es plástico y puede tomar formas variadas por la acción de una presión suficientemente fuerte. Un cilindro prolongado puede transformarse en un disco aplastado.

Otra propiedad, observada por Faraday, es la regelación. Si se prensan, aunque sea ligeramente, dos masas de hielo a 0°, se produce una soldadura completa y sin señal aparente. La nieve puede ser convertida en hielo bajo la presión.

La explicación de este fenómeno no está del todo resuelta. James Thomson y Clausius han deducido de la teoría mecánica del calor, que el punto de congelación del agua desciende por un aumento de presión; a cada atmósfera corresponde una disminución de 1/444 de grado de Réaumur.

Esta consecuencia teórica la han confirmado los experimentos de W. Thomson; sometiendo una mezcla de agua y de hielo a una presión cada vez más fuerte, ha observado que la temperatura descendía proporcionalmente al aumento de presión lo cual viene a prestar gran fuerza a lo previsto por el cálculo. El descenso de la temperatura no puede explicarse más que por la liquefacción de una parte del hielo y por la absorción consecutiva del calor latente.

La regelación o la soldadura de las dos masas de hielo aplicadas la una sobre la otra, se explicará, según esto, por la fusión momentánea de la capa superficial de hielo comprimido, fusión que producirá un descenso de temperatura, o sea bajo 0°; cuando la presión deje de obrar, la capa líquida interpuesta se hiela instantáneamente y se opera la soldadura.

Esta teoría, aunque seduce, según ha hecho notar Tyndall, no explica todos los fenómenos de la regelación, como por ejemplo la soldadura de los fragmentos de hielo que flotan en el agua tibia.

La densidad del hielo es más pequeña que la del agua líquida, comparada con la del agua a +4° que se toma por unidad; tiene por densidad 0,918. De donde se deduce que congelándose el agua, se dilata 0,07 de su volumen.

El trabajo interno que determina la dilatación del agua durante su paso del estado líquido al estado sólido, se verifica a +4° del punto normal de solidificación; a partir de esta temperatura, el agua se dilata lentamente en lugar de continuar con trayéndose por el enfriamiento.

El aumento de volumen que el agua sufre al pasar del estado líquido al estado sólido, explica multitud de hechos, como son el flotar los témpanos de hielo en el agua; el helarse sólo la superficie de ésta con gran fortuna para la población acuática: el agrietarse las rocas y terrenos, romperse vasijas llenas de agua, al formarse el hielo, etc.

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