Kuumal päeval õues istudes jälgite, kuidas teie veeklaasis jää aeglaselt sulab. Hiljem viskad jahutist veidi jääd kraanikaussi ja lülitad vee sisse, et jää sulatada. Seda trikki ei saa aga alati kasutada. Näiteks külmal talvepäeval ei saa te oma autoga jääga kaetud esiklaasile klaasi vett kallata; see ei sulata jääd. Vesi sulatab jää, kuid ainult teatud tingimustel.
Sulamisprotsess
Sulamine on definitsiooni järgi aine muutmine tahkest faasist vedelaks. Sulamisprotsess on endotermiline protsess, mis tähendab, et selle tekkimiseks peab soojusenergia neelduma. See soojusenergia pärineb ümbritsevast keskkonnast, kus on rohkem energiat ja kõrgem temperatuur kui sulatataval ainel. Ainult temperatuuri erinevuse kaudu kandub soojusenergia, mis siis seda põhjustab aine sulama (või vähemalt temperatuuri tõusma), samal ajal kui ümbruskonna temperatuur langeb. Sulamistemperatuur (nn sulamistemperatuur) on erinevate ainete puhul erinev.
Millal vesi sulab jää?
Enamikule meist on jää sulamistemperatuur tuttav: 0 kraadi Celsiuse järgi või 32 kraadi Fahrenheiti. Kui jää temperatuur jääb alla selle arvu, jääb see tahkeks; kui jää temperatuuri tõstetakse üle selle arvu, muutub jää vedelaks. Kui jää puutub kokku veega, siis teame, et jää peab olema alla 0 kraadi ja vesi üle 0 kraadi. Temperatuuride erinevuse tõttu toimub soojusülekanne. Tulemuseks on see, et vee temperatuur langeb ja jää tõuseb.
Kas vesi sulab alati jääd?
See sõltub sellest, kui palju jääga alustasite, jää algsest temperatuurist, kui palju vett kasutati ja vee algtemperatuurist. Kui panete mõned jääkuubikud klaasi sooja vette, peaksite tulemust juba teadma: vesi jahtub ja jääkuubikud sulavad. Sellisel juhul on piisavalt kõrgel algtemperatuuril vett, et mitte ainult jääkuubikute temperatuuri tõsta, vaid ka sulatada.
Millal vesi ei sulata jääd?
Nüüd peaks olema mõistlik, et mitte kõik vee lisamise juhtumid ei sulata jääd. Isegi kui vesi on kõrgemal temperatuuril kui jää, kui jääd on oluliselt rohkem kui vett või kui temperatuur on jää on alustuseks väga madal, siis ei kandu jää temperatuuri tõstmiseks ja selle sulatamiseks piisavalt soojusenergiat, ka.
Kokkuvõte
Vesi sulatab jää, kuna see on kõrgemal temperatuuril kui jää, mistõttu kandub soojusenergia veest jääle. Kuna siin töötab teaduslik põhimõte soojusülekande idee, pole jää sulatamiseks vaja vett kasutada. Kõik jääst kõrgemal temperatuuril olevad ained (tahked, vedelad või gaasilised) suudavad jää sulatamiseks soojusenergiat edastada.