Un cubito se queda en la superficie de un vaso, aunque esté hecho de la misma sustancia que el líquido. La clave es comparar masas para un mismo volumen: eso es la densidad.
Lo que cambia al congelarse
En el hielo común, las moléculas de agua forman una estructura ordenada y más abierta que en el líquido. Por eso una misma masa ocupa más espacio al congelarse y su densidad disminuye. En condiciones habituales, el hielo es menos denso que el agua líquida que lo rodea.
No hace falta que un objeto sea ligero en términos absolutos para flotar. Un bloque grande de hielo puede tener mucha masa y seguir siendo menos denso que el agua.
Un ejemplo para separar masa y densidad
Imagina dos piezas de materiales distintos que pesan 90 g cada una. La primera ocupa 100 mL y la segunda 75 mL. Sus densidades son 0,90 y 1,20 g/mL. Tienen igual masa, pero no igual densidad. Para un líquido de densidad aproximada de 1 g/mL, la primera puede flotar y la segunda tiende a hundirse, si no intervienen otros efectos.
Una consecuencia que puedes observar
La expansión al congelarse explica por qué no conviene llenar por completo un recipiente rígido y cerrado antes de congelar agua. El detalle importante no es que se añada agua: el volumen puede aumentar sin que aumente la masa.
Para practicar, calcula 90 ÷ 100 y conserva las unidades g/mL. Después compara el resultado con el líquido del ejemplo. Es una forma sencilla de aplicar la fórmula ρ = m/V.
Comprueba el concepto con otro material
En un ejercicio, una pieza de 120 g ocupa 150 mL. Su densidad es 0,80 g/mL. Otra pieza de 80 g ocupa 50 mL: su densidad es 1,60 g/mL. La de mayor masa es la menos densa. Esta comparación refuerza por qué no basta con comparar pesos para anticipar el comportamiento en un líquido.
La pregunta es cuál de las dos tiene menor densidad que un líquido de 1,00 g/mL. En el modelo simple, la primera. El cálculo supone materiales sin efectos especiales de flotación, objetos sin cavidades que alteren la densidad media y un líquido homogéneo. Es un ejercicio, no una medición de las piezas de una fotografía.
El cubo que flota y el barco que también lo hace
Hay dos preguntas distintas detrás de una misma imagen. Un cubo de hielo macizo flota porque su densidad es menor que la del agua. Un barco de acero puede flotar aunque el acero sea más denso: importa el conjunto del casco y el espacio que contiene. Comparar solo el material de la superficie pierde parte del sistema.
En un modelo ideal, un objeto flotante desplaza una masa de agua igual a su propia masa. Si asignamos al hielo una densidad de 0,92 g/mL y al agua 1,00 g/mL, alrededor del 92 % del volumen del hielo queda sumergido. Es una estimación con valores redondeados; la temperatura, la salinidad y las burbujas modifican el resultado.
Una fotografía no da todas las medidas
Ver una punta pequeña sobre el agua no permite calcular su masa sin conocer el volumen. Tampoco demuestra que todo lo que flota esté vacío. Lo útil es identificar qué objeto comparamos, cuánto volumen desplaza y cuál es la densidad del líquido. Esa secuencia conecta la escena del vaso con el principio de flotación.
Fuentes para seguir leyendo
Fuentes consultadas para los conceptos de esta lectura. Los ejemplos numéricos y esquemas son didácticos, elaborados para Velqunara.
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