Mejor respuesta
El punto de congelación de un líquido es la temperatura a la que el líquido se convierte en una forma sólida, y el punto de fusión es la temperatura a la que el sólido vuelve a ser líquido. ¿Cómo podrían NO ser iguales?
A esa temperatura exacta, ha alcanzado el equilibrio, donde el mismo número de moléculas se convierten en forma sólida y se convierten en forma líquida. Lo que cambia la reacción física de una forma u otra es el cambio de entalpía. Si se elimina más calor del sistema, se producirá congelación y, si se agrega más calor al sistema, se producirá más fusión. Es importante tener en cuenta el calor latente de fusión, que es la cantidad de energía (calor) necesaria para cambiar de una fase a otra.
El agua puede existir a 0 grados C, al igual que el hielo. Normalmente se necesita solo 1 caloría de energía para cambiar la temperatura de 1 gramo de agua en un grado Celsius. No es así en el punto de congelación / fusión. Se necesitan 79,7 calorías por gramo para convertir el agua líquida en hielo o viceversa.
Respuesta
Bueno, tienes razón sobre el hecho de que la mayoría de los objetos se encogen cuando se congelan.
La razón por la que el agua se expande cuando se congela es debido a la forma muy peculiar de una molécula de agua y también a sus propiedades.
Como ya sabrás, el agua es H2O, y si no No sé cómo se ve, se ven así
Ahora elegí esa imagen por una razón muy peculiar. Como puede ver, el agua es una molécula polar, lo que significa que su carga eléctrica no se distribuye uniformemente en toda su estructura. En este caso, debido a la mayor electronegatividad del oxígeno (básicamente, el oxígeno tiende a atraer electrones hacia él, por lo que atrae electrones del hidrógeno hacia él, y dado que la forma de una molécula de agua no es simétrica en los tres ejes, un lado lo hará tener una carga más negativa que el otro, y los hidrógenos estarán ligeramente cargados positivamente)
Entonces, ¿cómo se relaciona esto con por qué el agua se expande cuando se congela?
Bueno, como puede ver, cuando están en forma líquida, las moléculas de agua pueden deslizarse unas alrededor de otras de una manera caótica (trate de hacer una forma con los dedos índice y pulgar de su mano izquierda y derecha, y haga que se deslicen y giren libremente entre sí, eso explica esto part)
Sin embargo, cuando el agua se congela, esto sucede
Como puede ver, debido a la carga de la molécula de agua, se organiza de una manera muy particular, de modo que el oxígeno más negativo tiende a organizarse en la dirección del hidroge más cercano n molécula. De repente, tienes todos estos enormes espacios entre las moléculas de agua que aumentan considerablemente el volumen general de la estructura. La razón por la que este tipo de alineación no ocurre en la forma líquida del agua es porque estos enlaces intermoleculares son lo suficientemente débiles como para que puedan superarse a nuestras temperaturas normales.
Entonces, para resumirlo todo, la razón La razón por la que el agua se expande cuando está congelada se debe a su geometría molecular y polaridad de carga.