Die Geschwindigkeit, mit der ein Eiswürfel schmilzt, hängt im Allgemeinen davon ab, wie viel Energie oder Wärme auf den Würfel aufgebracht wird. Allerdings beeinflussen andere Faktoren die Geschwindigkeit, mit der Eis schmilzt. Mineralien im Wasser vor dem Gefrieren können die atomare und molekulare Schmelzgeschwindigkeit beeinflussen. Zwei grundlegende Verbindungen, die dies beeinflussen, sind Zucker und Salz.
Gefrierexperiment
Ein typisches Experiment, um zu sehen, wie Zucker und Salz in einem Eiswürfel funktionieren, beinhaltet das Einfrieren von Wasser, das die beiden enthält. Erstellen Sie gleiche Mengen von Salz und Zucker und geben Sie die Verbindungen in einige Eiswürfelbehälter. Gießen Sie die gleiche Menge Wasser in jeden Würfelbehälterhalter und mischen Sie den Zucker oder das Salz so gut wie möglich. Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie das Experiment unter Kontrolle haben, indem Sie eine Eiswürfelschale mit nur Wasser in jeder Würfeltasche haben. Stellen Sie die Eiswürfelschalen in den Gefrierschrank und warten Sie, bis alle Schalen gefroren sind. Nehmen Sie jeden Eiswürfelsatz (Zucker, Salz und normales Wasser) heraus und messen Sie die Geschwindigkeit, mit der jeder Eiswürfel schmilzt.
Chemie Erklärung
Laut Schülern des Selah School District im Bundesstaat Washington experimentieren mit Eiswürfeln mit Salz und Zucker sollte zeigen, dass Würfel mit Zucker und Salz schneller schmelzen als Würfel mit nur normalem Wasser. Tatsächlich sollten die Eiswürfel, die Zucker enthalten, schneller schmelzen als die Würfel mit Salz. Der Grund ist die Wärmeaufnahme. Das Salz oder der Zucker in einem Eiswürfel absorbiert die umgebende Wärmeenergie schneller als gefrorenes Wasser. Da Salz und Zucker diese Wärmeenergie so schnell absorbieren, bewegen sich die Wassermoleküle schneller, was zu einer schnelleren Schmelzrate führt. Dies ist einer der Gründe, warum Städte Salz zum Schmelzen von Eis verwenden: Das Salz absorbiert Wärmeenergie schneller und beschleunigt dadurch das Schmelzen.
Eiswürfel im Wasser
Ein weiteres Experiment besteht darin, Eiswürfel zu nehmen und sie in drei verschiedene Tassen Wasser zu legen. Ein Wasserbecher sollte normales Leitungswasser enthalten. Die nächsten Tassen sollten jedoch Zucker bzw. Salz enthalten. Gib die Würfel in alle drei Tassen und warte ab, wie lange sie zum Schmelzen brauchen. Im Gegensatz zum vorherigen Experiment sollte der Eiswürfel in normalem Wasser schneller schmelzen als die Eiswürfel in Zucker oder Salzwasser. Dies liegt daran, dass Salzwasser und Zuckerwasser dichter sind als normales Wasser. Die Dichte dieses Wassers verhindert, dass der Eiswürfel effektiv schmilzt, da jedes Wasser, das schmilzt, oben bleibt. Mit normalem Wasser schmilzt der Würfel und das freigesetzte Wasser verdünnt sich besser in die umgebende Flüssigkeit.
String-Experiment
Ein übliches Experiment mit Eiswürfeln erfordert die Verwendung eines Stücks Schnur mit Salz. Legen Sie ein Ende der Schnur über einen Eiswürfel und streuen Sie eine kleine Menge Salz. Das Salz schmilzt die oberste Schicht des Würfels, aber da es noch relativ kalt ist, gefriert das verflüssigte Wasser wieder. Das Ergebnis ist, dass sich der Eiswürfel um die Schnur herum formt, sodass die Person an der Schnur ziehen und den Würfel mitziehen kann. Interessanterweise ist Zucker nicht so effektiv, da Zucker den Eiswürfel zu schnell schmilzt, als dass das Eis wieder gefriert.
