Welche Eiswürfelformen schmelzen schneller?

Die Geschwindigkeit, mit der Eiswürfel schmelzen, auch Fusionsgeschwindigkeit genannt, hängt von mehreren Faktoren ab. Höhere Umgebungstemperaturen beschleunigen den Schmelzprozess. Die Farbe des Würfels und das Auftragen von Salz haben spürbare Auswirkungen. Die Fusionsrate variiert auch mit der Form des Eiswürfels.

Eis schmilzt, wenn ein wärmeres Medium, wie Luft oder Wasser bei Raumtemperatur, mit seiner Oberfläche in Kontakt kommt. Aus diesem Grund schmilzt Eis schneller, wenn seine exponierte Oberfläche maximiert wird. Eiswürfelformen mit größerer Oberfläche schmelzen also schneller.

Um genau bestimmen zu können, welche Eiswürfelformen schneller schmelzen, müssen alle Eiswürfel im Test das gleiche Volumen haben. Hat ein Eiswürfel mehr Eis, schmilzt er aufgrund der hinzugefügten Masse langsamer. Außerdem müssen alle Eiswürfel zu Testbeginn die gleiche Temperatur haben. Hat ein Eiswürfel eine Temperatur deutlich unter dem Gefrierpunkt von Wasser, schmilzt er aufgrund der Zeit, die vergeht, bis seine Temperatur den Schmelzpunkt erreicht, langsamer.

Angenommen, ein Eiswürfel hat die Form eines Würfels. Wenn jede Seite des Eiswürfels drei Zentimeter misst, dann hat er ein Volumen von 27 cm³ und eine Oberfläche von 54 Quadratzentimetern. Angenommen, ein anderer Eiswürfel hat die Form eines Kreiszylinders. Wenn es auch ein Volumen von 27 cm³ hat und sein Durchmesser etwa seiner Höhe entspricht, hat es eine Oberfläche von etwa 50 Quadratzentimetern. Ein kugelförmiger Eiswürfel mit gleichem Volumen hat eine Oberfläche von etwa 43,5 Quadratzentimetern. Daher schmilzt der kubische Eiswürfel schneller als jede der beiden anderen Formen, da er die größte Oberfläche hat.

Wenn Sie einen zylindrischen Eiswürfel herstellen, der höher und dünner ist, während er sein Volumen von 27 cm³ behält, vergrößert sich seine Oberfläche. Verringert man die Breite und die Höhe eines kubischen Eiswürfels, so dass er zu einem kastenartigen Gebilde wird, das als Quader bezeichnet wird, vergrößert sich auch seine Oberfläche. Je mehr die Oberfläche zunimmt, desto schneller schmilzt der Eiswürfel, vorausgesetzt das Volumen bleibt unverändert. Wenn das Parallelepiped und der Kreiszylinder länger werden, nähern sich ihre Oberflächenwerte allmählich an. Theoretisch hat der am schnellsten schmelzende Eiswürfel die Form eines Parallelepipeds mit der Höhe eines Wassermoleküls und die Breite eines Wassermoleküls, während seine Länge aus allen in einer geraden Linie aufgereihten Wassermolekülen besteht. Gleichzeitig hat dieser theoretische Eiswürfel auch die Form eines extrem langen Kreiszylinders mit einem Durchmesser von einem Wassermolekül.