Es bien sabido que el agua en el 4C es más denso que el agua en 0C. Esta es la explicación de por qué un cuerpo de agua se congela a partir de la superficie (también es porque el hielo es menos denso, pero eso es irrelevante).
Así que vamos a considerar un cuerpo de agua que se ha congelado. Me imagino, que la más cercana a la capa de hielo es el agua a 0 ° c y como uno va a la baja, la temperatura se eleva hasta 4C (hasta llegar cerca del lecho del lago, donde el suelo es una fuente de calor). Esto implica, que hay una partícula en gradiente de densidad (mayor densidad de partículas en la parte inferior) y un gradiente de temperatura (el más alto promedio de la energía cinética de las partículas también en la parte inferior).
Pero si ese es el caso, debe haber un flujo de moléculas de agua que se dirige hacia arriba.
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Como por Floris la sugerencia, puedo incluir aquí algunos de razonamiento detrás de esto.
La energía cinética de una molécula de agua a 4°C es superior a 0°C por un monto que corresponde a una diferencia de altura de entre 200 y 300 metros. Uno esperaría que este extra de energía cinética a superar fácilmente el potencial gravitacional.
Por supuesto, el anterior trata sobre el agua líquida como un gas ideal, la cual es obviamente válido. Una explicación vino, que como una molécula se mueve a una región de baja densidad de las partículas, se tiene que romper los enlaces de hidrógeno y pierde la energía en este proceso. Sin embargo, esto no es correcto. Los enlaces de hidrógeno son la razón de una menor densidad del agua a 0°C. en Movimiento a una región de baja temperatura es favorable, ya que más enlaces de hidrógeno debe ser formado, la reducción de la energía total.
Mi intuición sugiere, que los enlaces de hidrógeno inhiben el movimiento de las moléculas, lo cálido y lo frío y evita la mezcla en general, tanto como las dos regiones de un sólido cristal no se difunden en cada uno de los otros. Esto podría permitir hidrógeno unido a grupos de moléculas a actuar de manera similar a los objetos macroscópicos.
Pero si los enlaces de hidrógeno juega un papel, no el de la energía adquirida por trasladarse a una región de agua más fría todavía la unidad de mezcla?
FINAL DE LA EDICIÓN
La pregunta original leer:
Entonces, ¿por qué, de que el agua parece obedecer las leyes macroscópicas de Arquímedes el principio, en vez de rápidamente la mezcla, como un análisis microscópico parece sugerir?
Después de la discusión en los comentarios (que se detallan en los puntos anteriores), estoy en busca de una más detallada descripción microscópica. A pesar de que los enlaces de hidrógeno son claramente el reproductor de aquí, como la 3ª viñeta dice: no hay energía para ser adquirida por trasladarse a una región de baja temperatura. Tal vez hay una posible barrera a superar, es decir, una molécula de primera necesidades para romper algunos bonos, antes de la mudanza y de la formación aún más de ellos, pero que tan grande es, entonces, esa barrera?
