Når du sidder udenfor på en varm dag, ser du isen i dit glas vand langsomt smelte. Senere smider du noget is fra en køler ned i vasken og tænder for vandet for at smelte isen. Du kan dog ikke altid bruge det trick. På en kold vinterdag kan du for eksempel ikke hælde et glas vand på din bils isdækkede forrude; der smelter ikke isen. Vand smelter is, men kun under visse betingelser.
Smelteprocessen
Smeltning er pr. Definition processen med at ændre et stof fra en fast fase til en flydende fase. Smeltningsprocessen er en endoterm proces, hvilket betyder at varmeenergi skal absorberes for at den kan forekomme. Denne varmeenergi kommer fra omgivelser, der har mere energi og en højere temperatur end det stof, der skal smeltes. Det er kun gennem en temperaturforskel, at varmeenergien overføres, som derefter vil forårsage en stof smelter (eller i det mindste temperaturstigning), mens omgivelserne falder i temperatur. Smeltetemperaturen (kaldet smeltepunktet) er forskellig for forskellige stoffer.
Hvornår smelter vand is?
De fleste af os kender isens smeltepunkt: 0 grader Celsius eller 32 grader Fahrenheit. Hvis temperaturen på isen er under dette tal, forbliver den fast; hvis isens temperatur øges over dette tal, skifter isen til flydende vand. Hvis is kommer i kontakt med vand, ved vi, at isen skal være under 0 grader Celsius, og vandet skal være højere end 0 grader Celsius. På grund af temperaturforskellen vil der forekomme varmeoverførsel. Resultatet vil være, at vandet falder i temperatur, og isen stiger i temperatur.
Vil vand altid smelte is?
Dette afhænger af, hvor meget is du startede med, isens indledende temperatur, hvor meget vand der blev brugt og vandets starttemperatur. Hvis du lægger et par isterninger i et glas varmt vand, skal du allerede vide resultatet: vandet køler ned og isterningerne smelter. I dette tilfælde er der vand nok ved en starttemperatur, der er høj nok til ikke kun at øge isterningernes temperatur, men også smelte dem.
Hvornår smelter vand ikke is?
Det skal nu være fornuftigt, at ikke alle tilfælde af tilsætning af vand smelter is. Selvom vandet har en højere temperatur end isen, hvis der er betydeligt mere is end vand, eller hvis temperaturen på isen er meget lav til at begynde med, så overføres ikke nok varmeenergi til at øge isens temperatur og smelte den, også.
Resumé
Vand smelter is, fordi det har en højere temperatur end isen, så varmeenergi overføres fra vandet til isen. Da det videnskabelige princip, der arbejder her, er ideen om varmeoverførsel, er det ikke nødvendigt, at vand bruges til at smelte is. Ethvert stof (fast, flydende eller gas), der har en højere temperatur end isen, vil være i stand til at overføre varmeenergi for at smelte isen.