أي أشكال مكعبات الثلج تذوب بشكل أسرع؟

يعتمد معدل ذوبان مكعبات الثلج ، والذي يُطلق عليه أيضًا معدل اندماجها ، على عدة عوامل. تسرع درجات الحرارة البيئية المرتفعة من عملية الانصهار. لون المكعب وتطبيق الملح لهما تأثيرات ملحوظة. يختلف معدل الاندماج أيضًا باختلاف شكل مكعب الثلج.

يذوب الجليد عندما يتلامس وسط دافئ ، مثل الهواء أو الماء في درجة حرارة الغرفة ، مع سطحه. لهذا السبب ، يذوب الجليد بشكل أسرع عندما يتم تكبير مساحة سطحه المكشوفة. لذلك تذوب أشكال مكعبات الثلج ذات المساحات الأكبر بشكل أسرع

من أجل التحديد الدقيق لأشكال مكعبات الثلج التي تذوب بشكل أسرع ، يجب أن يكون لكل مكعبات الثلج في الاختبار نفس الحجم. إذا كان أحد مكعبات الثلج يحتوي على كمية أكبر من الجليد ، فإنه يذوب ببطء أكثر بسبب الكتلة المضافة. علاوة على ذلك ، يجب أن يكون لجميع مكعبات الثلج نفس درجة الحرارة وقت بدء الاختبار. إذا كانت درجة حرارة مكعب ثلج أقل بكثير من درجة تجمد الماء ، فإنه يذوب بشكل أبطأ بسبب الوقت الذي ينقضي قبل أن تصل درجة حرارته إلى نقطة الانصهار.

افترض أن مكعب ثلج له شكل مكعب. إذا كان قياس كل جانب من مكعبات الثلج ثلاثة سنتيمترات ، فسيكون حجمه 27 سم مكعبًا ومساحة سطحه 54 سنتيمترًا مربعًا. افترض أن مكعب ثلج آخر له شكل أسطوانة دائرية. إذا كان حجمه أيضًا 27 سم مكعب وكان قطره يساوي ارتفاعه تقريبًا ، فإن مساحة سطحه تقارب 50 سم مربعًا. تبلغ مساحة سطح مكعب ثلج كروي بنفس الحجم حوالي 43.5 سنتيمترًا مربعًا. لذلك ، يذوب مكعب الثلج بشكل أسرع من أي من الشكلين الآخرين نظرًا لأنه يحتوي على أكبر مساحة سطح.

إذا صنعت مكعب ثلج أسطواني أطول وأرفع مع الاحتفاظ بحجمه البالغ 27 سم مكعب ، فستزداد مساحة سطحه. إذا قمت بتقليل عرض وارتفاع مكعب الثلج بحيث يصبح هيكلًا يشبه الصندوق يُعرف باسم متوازي السطوح المستطيل ، فإن مساحة سطحه تزداد أيضًا. كلما زادت مساحة السطح ، زادت سرعة ذوبان مكعب الثلج ، بشرط أن يظل الحجم دون تغيير. مع زيادة طول خط الموازي والأسطوانة الدائرية ، تقترب قيم مساحة سطحها تدريجياً من بعضها البعض. نظريًا ، أسرع مكعب ثلج ذوبان له شكل خط متوازي له ارتفاع جزيء ماء واحد وعرض جزيء ماء واحد ، بينما يتكون طوله من جميع جزيئات الماء المعلقة في خط مستقيم. في نفس الوقت ، فإن مكعب الثلج النظري هذا له شكل أسطوانة دائرية طويلة للغاية بقطر جزيء ماء واحد.