Rychlost, jakou se kostka ledu roztaví, je obecně funkcí toho, kolik energie nebo tepla se na kostku aplikuje. Rychlost tání ledu však ovlivňují další faktory. Minerály ve vodě před zmrazením mohou ovlivnit atomovou a molekulární rychlost tání. Dvě základní sloučeniny, které to ovlivní, jsou cukr a sůl.
Zmrazovací experiment
Typický experiment, jak zjistit, jak cukr a sůl fungují v kostce ledu, zahrnuje zmrazení vody obsahující tyto dva. Vytvořte stejná měření soli a cukru a přidejte sloučeniny do několika zásobníků na kostky ledu. Do každého držáku na kostky nalijte stejné množství vody a co nejlépe promíchejte cukr nebo sůl. Ujistěte se také, že máte v experimentu kontrolu, když máte v každé kapse na kostky podnos na kostky ledu s pouze vodou. Vložte zásobníky na led do mrazničky a počkejte, až všechny zásobníky zmrznou. Vyjměte každou sadu kostek ledu (cukr, sůl a normální vodu) a začněte měřit rychlost, jakou se každá kostka ledu roztaví.
Vysvětlení chemie
Podle studentů školní čtvrti Selah ve státě Washington experimenty s kostkami ledu obsahující sůl a cukr by mělo ukázat, že kostky s cukrem a solí se tají rychleji než kostky pouze s normálními voda. Ve skutečnosti by se kostky ledu, které obsahují cukr, měly tavit rychleji než kostky se solí. Důvodem je absorpce tepla. Sůl nebo cukr v kostce ledu absorbuje okolní tepelnou energii rychleji než zmrzlá voda. Protože sůl a cukr absorbují tuto tepelnou energii tak rychle, molekuly vody se pohybují rychleji, což vede k rychlejší rychlosti tání. To je jeden z důvodů, proč města používají k tavení ledu sůl: sůl bude rychleji absorbovat tepelnou energii a tím urychlí tavení.
Kostky ledu ve vodě
Další experiment zahrnuje odebrání kostek ledu a jejich umístění do tří různých šálků vody. V jednom šálku s vodou by měla být normální voda z vodovodu. Další poháry by však měly obsahovat cukr a sůl. Umístěte kostky do všech tří šálků a určete čas, za který se rozpustí. Na rozdíl od předchozího experimentu by kostka ledu v normální vodě měla tát rychleji než kostky ledu v cukru nebo slané vodě. Je to proto, že slaná voda a cukrová voda jsou hustší než normální voda. Hustota této vody brání kostce ledu v účinném tání, protože veškerá voda, která se taví, zůstává nahoře. Při normální vodě se kostka roztaví a uvolněná voda se účinněji zředí do okolní kapaliny.
Řetězcový experiment
Běžný experiment s kostkami ledu vyžaduje použití kousku provázku se solí. Jeden konec provázku položte na kostku ledu a posypte malým množstvím soli. Sůl roztaví horní vrstvu krychle, ale protože je stále relativně studená, zkapalněná voda znovu zmrzne. Výsledkem bude, že kostka ledu se reformuje kolem provázku, což člověku umožní vytáhnout provázek a přetáhnout kostku. Zajímavé je, že cukr není tak efektivní, protože cukr roztaví kostku ledu příliš rychle na to, aby led znovu zmrzl.