कौन सा आइस क्यूब आकार तेजी से पिघलता है?

जिस दर पर बर्फ के टुकड़े पिघलते हैं, उसे उनकी संलयन दर भी कहा जाता है, यह कई कारकों पर निर्भर करता है। उच्च पर्यावरणीय तापमान पिघलने की प्रक्रिया को गति देता है। घन के रंग और नमक के प्रयोग का ध्यान देने योग्य प्रभाव पड़ता है। बर्फ घन के आकार के साथ संलयन दर भी भिन्न होती है।

बर्फ पिघलती है जब एक गर्म माध्यम, जैसे कि कमरे के तापमान पर हवा या पानी, इसकी सतह के संपर्क में आता है। इस कारण से, बर्फ तेजी से पिघलती है जब इसका खुला सतह क्षेत्र अधिकतम हो जाता है। तो अधिक सतह क्षेत्रों वाले आइस क्यूब आकार तेजी से पिघलते हैं।

सटीकता के साथ यह निर्धारित करने के लिए कि कौन से आइस क्यूब आकार तेजी से पिघलते हैं, परीक्षण में सभी आइस क्यूब का आयतन समान होना चाहिए। यदि एक आइस क्यूब में अधिक मात्रा में बर्फ है, तो यह अतिरिक्त द्रव्यमान के कारण अधिक धीरे-धीरे पिघलता है। इसके अलावा, परीक्षण शुरू होने के समय सभी बर्फ के टुकड़ों का तापमान समान होना चाहिए। यदि किसी आइस क्यूब का तापमान पानी के हिमांक से काफी नीचे होता है, तो यह अधिक धीरे-धीरे पिघलता है क्योंकि इसके तापमान के पिघलने बिंदु तक पहुंचने से पहले का समय बीत जाता है।

मान लीजिए कि एक बर्फ के घन का आकार घन के आकार का है। यदि आइस क्यूब की प्रत्येक भुजा का माप तीन सेंटीमीटर है, तो इसका आयतन 27 cc और सतह का क्षेत्रफल 54 वर्ग सेंटीमीटर है। मान लीजिए कि एक और बर्फ के घन का आकार एक गोलाकार बेलन जैसा है। यदि इसका आयतन भी 27 cc है और यदि इसका व्यास मोटे तौर पर इसकी ऊँचाई के बराबर है, तो इसका सतह क्षेत्रफल लगभग 50 वर्ग सेंटीमीटर है। समान आयतन वाले एक गोलाकार बर्फ के घन का सतह क्षेत्रफल लगभग 43.5 वर्ग सेंटीमीटर है। इसलिए, क्यूबिकल आइस क्यूब अन्य दो आकृतियों में से किसी एक की तुलना में तेजी से पिघलता है क्योंकि इसका सतह क्षेत्र सबसे बड़ा है।

यदि आप एक बेलनाकार बर्फ का घन बनाते हैं जो 27 cc आयतन को बनाए रखते हुए लंबा और पतला होता है, तो इसका सतह क्षेत्र बढ़ जाता है। यदि आप एक क्यूबिकल आइस क्यूब की चौड़ाई और ऊंचाई को कम कर देते हैं ताकि यह एक बॉक्स जैसी संरचना बन जाए जिसे आयताकार समानांतर चतुर्भुज के रूप में जाना जाता है, तो इसका सतह क्षेत्र भी बढ़ जाता है। जितना अधिक सतह क्षेत्र बढ़ता है, उतनी ही तेजी से बर्फ का घन पिघलता है, बशर्ते कि आयतन अपरिवर्तित रहे। जैसे-जैसे समानांतर चतुर्भुज और वृत्ताकार सिलेंडर लंबा होता जाता है, उनके सतह क्षेत्र के मान धीरे-धीरे एक दूसरे के करीब आते जाते हैं। सैद्धांतिक रूप से, सबसे तेजी से पिघलने वाले बर्फ के घन में एक समानांतर चतुर्भुज का आकार होता है जिसमें एक पानी के अणु की ऊंचाई होती है और एक पानी के अणु की चौड़ाई, जबकि इसकी लंबाई में पानी के सभी अणु एक सीधी रेखा में होते हैं। साथ ही, इस सैद्धांतिक आइस क्यूब में एक पानी के अणु के व्यास के साथ एक अत्यंत लंबे गोलाकार सिलेंडर का आकार भी होता है।