Ciencias Naturales 3.º

Del hielo al agua y del agua al hielo

45 min · DBA 4

Lo que vas a aprender
  • Explicar que el hielo se derrite (fusión) cuando su temperatura sube, y que el agua se congela (solidificación) cuando su temperatura baja a 0 °C.
  • Predecir qué le pasa a un cubo de hielo al sol, a la sombra o en la nevera.
  • Interpretar una gráfica de los minutos que tardaron unos cubos de hielo en derretirse.
  • Explicar que el hielo derretido es la misma agua, en otro estado.

Para qué

¿Para qué sirve esto?

En el recreo compras una paleta de agua. Está dura y fría. Si te demoras en comerla, empieza a gotear. Al rato solo queda el palito y un charquito.

¿Por qué se derrite? ¿Cómo se hizo dura en la tienda? Hoy vas a ver cómo el agua cambia de hielo a líquido, y de líquido a hielo.

Explicación

El hielo también es agua

El hielo es agua en estado sólido: es dura y tiene forma. El agua de la llave es agua en estado líquido: se riega y toma la forma del vaso. Es el mismo material. Solo cambió su estado.

Del hielo al agua: la fusión

Cuando un cubo de hielo está en un lugar más caliente que él, su temperatura sube. Al llegar a 0 °C empieza a derretirse y se vuelve agua líquida. Este cambio se llama fusión.

El aire, el sol o tu mano están más calientes que el hielo. Ellos le pasan calor al hielo. Por eso se derrite. No le entra frío: el frío no es algo que entre o salga. Tu mano se siente fría porque le pasa calor al hielo.

Del agua al hielo: la solidificación

El adulto pone un vasito con agua en el congelador, que está muy frío. La temperatura del agua baja y baja. Cuando llega a 0 °C, el agua empieza a volverse hielo. Este cambio se llama solidificación. Así se hacen las paletas y los cubos de hielo.

hielo sólido agua líquido fusión sube la temperatura solidificación baja la temperatura

El agua pasa de sólido a líquido cuando su temperatura sube, y de líquido a sólido cuando baja.

Agua a −10 °C: sólidoSólidomenos de 0 °CLíquidode 0 °C a 100 °CGasdesde 100 °C

Sube la temperatura del hielo y mira en qué grado se vuelve agua líquida; después bájala.

El experimento de los cubos de hielo

El grupo de Felipe puso cuatro cubos de hielo iguales en cuatro platos iguales, al mismo tiempo: uno al sol en el patio, uno a la sombra en el patio, uno dentro del salón y uno en la nevera, que el adulto abrió y cerró. Los pusieron antes del recreo y siguieron mirando después. Con el reloj del salón anotaron cuántos minutos tardó cada uno en derretirse todo. En la nevera, después de 90 minutos todavía quedaba hielo.

Cuidado: no toques el hielo mucho rato, y no mires al sol. La nevera la abre el adulto.

51015202530354045505560lugarminutosAl solA la sombraEn el salón254555

Minutos que tardó en derretirse todo cada cubo de hielo del grupo de Felipe (datos inventados). El de la nevera no aparece: no alcanzó a derretirse.

El vasito en el congelador

El adulto metió en el congelador un vasito con agua y un termómetro de líquido rojo. Cada 20 minutos abrió la puerta y el grupo leyó la temperatura.

Lectura Temperatura del agua ¿Cómo estaba?
1.ª 20 °C líquida
2.ª 12 °C líquida
3.ª 6 °C líquida
4.ª 2 °C líquida y muy fría
5.ª 0 °C empezaba a tener hielo

Ideas que confunden

«El hielo se derrite porque le entra frío.» No. Se derrite porque lo de alrededor, más caliente, le pasa calor y su temperatura sube.

«El agua del plato es otra cosa distinta del hielo.» Es la misma agua, ahora líquida. Si la llevas al congelador, vuelve a ser hielo.

Ejemplo resuelto

Al sol y en el salón

Mira la gráfica. El cubo al sol tardó 25 minutos en derretirse y el del salón 55 minutos. ¿Cuántos minutos más tardó el del salón? ¿Por qué?

Ver la solución paso a paso
  1. Restamos el tiempo menor del mayor: $55 - 25$

  2. El del salón tardó $30$ minutos más.

  3. Al sol le llega más calor, y su temperatura sube más rápido. Por eso se derritió primero.

Respuesta: Tardó 30 minutos más. Al sol, el hielo recibe más calor y se derrite más rápido.

Ejemplo resuelto

El vasito se enfría

Mira la tabla del congelador. En la 1.ª lectura el agua marcaba 20 °C y en la 5.ª, 0 °C. ¿Cuántos grados bajó? ¿Qué le pasó al agua?

Ver la solución paso a paso
  1. Restamos la última lectura de la primera: $20 - 0$

  2. El agua bajó $20$ grados.

  3. Al llegar a 0 °C, el agua empezó a volverse hielo: es la solidificación.

Respuesta: Bajó 20 °C. Al llegar a 0 °C empezó a congelarse.

Ejemplo resuelto

El hielo en la mano

Dani sostiene un cubo de hielo en la mano un momento. El hielo gotea y la mano se siente fría. ¿Qué está pasando?

Ver la solución paso a paso
  1. La mano está más caliente que el hielo.

  2. La mano le pasa calor al hielo. La temperatura del hielo sube y se derrite: es la fusión.

  3. La mano se siente fría porque está perdiendo calor. Al hielo no le entró frío.

Respuesta: La mano le pasa calor al hielo, y el hielo se derrite. Por eso la mano se enfría. Mejor soltar el hielo pronto.

Práctica

La profe pone un vaso con agua en un lugar donde el termómetro marca menos de 0 °C. ¿Qué crees que pasará?

¿Por qué se derrite un cubo de hielo en tu mano?

Un cubo de hielo se derritió en un plato. ¿Qué es lo que quedó en el plato?

Sofía deja su paleta de agua en la lonchera, al sol, toda la mañana. ¿Qué encuentra al mediodía?

Mira la gráfica de los cubos de hielo. ¿Cuántos minutos más tardó en derretirse el cubo de la sombra que el del sol?

Mira la gráfica. ¿Cuántos minutos más tardó el cubo del salón que el de la sombra?

Mira la gráfica. ¿Verdadero o falso? El cubo del salón se derritió en menos minutos que el de la sombra.

Mira la tabla del congelador. ¿Cuántos grados bajó el agua entre la 1.ª y la 2.ª lectura?

Mira la tabla del congelador. En la 3.ª lectura el agua seguía líquida. ¿Cuántos grados le faltaban todavía para llegar a 0 °C y empezar a congelarse?

Reto

¿Fusión o solidificación? Lleva cada caso a su canasta.

Piensa si el agua pasa de sólido a líquido, o de líquido a sólido.

Reto

Abre el candado con la gráfica y la tabla.

Mira la gráfica de los cubos de hielo y la tabla del congelador.

Cierre

En resumen

  • El hielo es agua en estado sólido. Al derretirse, sigue siendo la misma agua.

  • Cuando la temperatura del hielo sube, se derrite y se vuelve líquido. Es la fusión.

  • Cuando la temperatura del agua baja hasta 0 °C, se congela. Es la solidificación.

  • El hielo se derrite porque lo de alrededor le pasa calor, no porque le entre frío.

  • Al sol, el hielo se derrite más rápido que a la sombra o dentro del salón.

Vocabulario

Fusión

El cambio de sólido a líquido. El hielo se derrite y se vuelve agua.

Solidificación

El cambio de líquido a sólido. El agua se congela y se vuelve hielo.

Congelarse

Volverse hielo. El agua se congela a 0 °C.

Estado

La forma en que está un material: sólido, líquido o gas. El hielo es agua en estado sólido.

Guía para el docente

Tiempos

Preguntas para el salón

Errores típicos

Tarea sugerida

Con un adulto, poner un vasito de agua en el congelador y mirarlo cada media hora, sin tocarlo. Dibujar cómo cambia hasta volverse hielo. Después dejarlo en un plato y dibujar cómo se derrite.