Alles auf der Welt besteht aus Partikeln, die sich je nach Zustand unterschiedlich verhalten. Ein Eiswürfel besteht aus Wasserpartikeln, ist aber fest, weil seine Partikel eng zusammengepackt sind, was zu seinem harten, fixierten Zustand führt.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Wenn ein fester Eiswürfel aus einem Gefrierschrank entnommen wird, gibt die wärmere Luft seinen Partikeln die Wärmeenergie, die sie benötigen, um sich zu verteilen.
Feste bis flüssige Partikel
Wenn Sie Eiswürfel aus dem Gefrierschrank nehmen, beginnt der Schmelzprozess sofort, da die Lufttemperatur um die Eiswürfel herum wärmer ist als die Temperatur im Gefrierschrank. Wasser gefriert bei null Grad Celsius (32 Grad Fahrenheit). Die festen Eispartikel nehmen Wärmeenergie aus der wärmeren Luft auf, geben den Partikeln Energie und ermöglichen es ihnen, sich voneinander zu entfernen. Flüssige Partikel berühren sich zwar immer noch, sind aber weiter voneinander entfernt als feste Partikel. Sie gleiten aneinander vorbei und haben keine regelmäßige Form wie Feststoffe. Das passiert, wenn sich der Eiswürfel (ein Feststoff) in Wasser (eine Flüssigkeit) verwandelt. Der Grund dafür, dass ein Eiswürfel eine viel kleinere Fläche einnimmt als beim Schmelzen, ist, dass sich die einst kompakten Partikel ausgebreitet haben und mehr Platz einnehmen.
Flüssig-zu-Gas-Partikel
Man könnte meinen, ein Eiswürfel sei vollständig geschmolzen, wenn er flüssig wird, aber der Vorgang kann noch viel weiter gehen. Wenn die Temperatur um die Flüssigkeit ihren Siedepunkt von 100 Grad Celsius (12 Grad F) erreicht, verdampft das Wasser und wird zu Wasserdampf. Die Wärme gibt den Flüssigkeitspartikeln genug Energie, um sich voneinander zu lösen, bis sie einen geringen Abstand haben und mit bloßem Auge nicht mehr zu sehen sind. Sie sind nun zufällig angeordnet und können sich in alle Richtungen frei bewegen.
Beschleunigung des Schmelzprozesses
Wenn Sie Eiswürfel schneller schmelzen möchten, müssen Sie den Gefrierpunkt des Eises senken – lassen Sie es bei einer niedrigeren Temperatur als normal zu einer Flüssigkeit schmelzen. Am einfachsten geht das, indem man Salz (Natriumchlorid) auf die Eiswürfel streut. Reine Eiswürfel enthalten nur Eis und Wasser, die sich im dynamischen Gleichgewicht zueinander befinden sollen. Das Gleichgewicht zwischen Gefrieren und Schmelzen kann beim Gefrier-Schmelzpunkt von 0 Grad aufrechterhalten werden Celsius (32 Grad F), es sei denn, die Bedingungen ändern sich in einer Weise, die einen der Prozesse gegenüber dem andere. Die Zugabe von Salz ändert die Bedingungen, da sich die Salzmoleküle im Wasser auflösen, sich aber nicht leicht in die Molekülcluster im Feststoff packen. Auf der Flüssigkeitsseite befinden sich weniger Wassermoleküle, da ein Teil des Wassers durch Salz ersetzt wurde, sodass die Gefrierrate sinkt.