تجارب مع مكعبات الملح والثلج

المعدل الذي يذوب به مكعب الثلج هو بشكل عام دالة على مقدار الطاقة ، أو الحرارة ، التي يتم تطبيقها على المكعب. ومع ذلك ، هناك عوامل أخرى تؤثر على معدل ذوبان الجليد. يمكن أن تؤثر المعادن الموجودة في الماء قبل التجميد على السرعة الذرية والجزيئية للذوبان. مركبان أساسيان يؤثران على ذلك هما السكر والملح.

تتضمن التجربة النموذجية لمعرفة كيفية عمل السكر والملح في مكعب ثلج تجميد الماء المحتوي على الاثنين. لعمل قياسات متساوية للملح والسكر ، أضف المركبات إلى بعض صواني مكعبات الثلج. اسكب نفس الكمية من الماء في كل حامل صينية مكعب واخلط السكر أو الملح على أفضل نحو ممكن. تأكد أيضًا من أن لديك عنصر تحكم في التجربة من خلال وجود صينية مكعبات ثلج بها ماء فقط في كل جيب مكعب. ضع صواني الثلج في الفريزر وانتظر حتى يتم تجميد كل الصواني. خذ كل مجموعة من مكعبات الثلج (السكر والملح والماء العادي) وابدأ في تحديد معدل ذوبان كل مكعب ثلج.

وفقًا لطلاب في مدرسة Selah School District في ولاية واشنطن ، يجرون تجارب باستخدام مكعبات الثلج التي تحتوي على الملح والسكر يجب أن تظهر أن المكعبات التي تحتوي على السكر والملح تذوب أسرع من المكعبات العادية فقط ماء. في الواقع ، يجب أن تذوب مكعبات الثلج التي تحتوي على السكر أسرع من مكعبات الملح. السبب هو امتصاص الحرارة. يمتص الملح أو السكر الموجود في مكعب ثلج الطاقة الحرارية المحيطة بشكل أسرع من الماء المجمد. نظرًا لأن الملح والسكر يمتصان هذه الطاقة الحرارية بسرعة كبيرة ، فإن جزيئات الماء تتحرك بشكل أسرع ، مما يؤدي إلى معدل ذوبان أسرع. هذا جزء من سبب استخدام المدن للملح لإذابة الجليد: سوف يمتص الملح الطاقة الحرارية بشكل أسرع وبالتالي سرعة الذوبان.

تتضمن تجربة أخرى أخذ مكعبات ثلج ووضعها في ثلاثة أكواب مختلفة من الماء. يجب أن يحتوي كوب ماء واحد على ماء حنفية عادي. ومع ذلك ، يجب أن تحتوي الأكواب التالية على السكر والملح ، على التوالي. ضع المكعبات في الكؤوس الثلاثة وخصص الوقت الذي يستغرقه الذوبان. على عكس التجربة السابقة ، يجب أن يذوب مكعب الثلج في الماء العادي أسرع من مكعبات الثلج في السكر أو الماء المالح. وذلك لأن الماء المالح والماء المحلى بالسكر أكثر كثافة من الماء العادي. تمنع كثافة هذا الماء ذوبان مكعب الثلج بشكل فعال لأن أي ماء لا يذوب يبقى في الأعلى. مع الماء العادي ، يذوب المكعب ويخفف الماء المنطلق في السائل المحيط بشكل أكثر فعالية.

تستدعي إحدى التجارب الشائعة باستخدام مكعبات الثلج استخدام قطعة من الخيط مع الملح. ضع أحد طرفي الخيط فوق مكعب ثلج ورش كمية قليلة من الملح. سيذيب الملح الطبقة العليا من المكعب ، ولكن نظرًا لأنه لا يزال باردًا نسبيًا ، فإن الماء السائل سيعيد التجميد. ستكون النتيجة أن مكعب الثلج يصلح حول الخيط ، مما يسمح للشخص بسحب الخيط وسحب المكعب على طوله. ومن المثير للاهتمام أن السكر ليس بنفس الفعالية ، لأن السكر سوف يذوب مكعبات الثلج بسرعة كبيرة بحيث يتعذر على الجليد إعادة التجميد.