Quali forme di cubetti di ghiaccio si sciolgono più velocemente?

La velocità con cui i cubetti di ghiaccio si sciolgono, chiamata anche velocità di fusione, dipende da diversi fattori. Temperature ambientali più elevate accelerano il processo di fusione. Il colore del cubo e l'applicazione del sale hanno effetti evidenti. La velocità di fusione varia anche con la forma del cubetto di ghiaccio.

Il ghiaccio si scioglie quando un mezzo più caldo, come aria o acqua a temperatura ambiente, entra in contatto con la sua superficie. Per questo motivo, il ghiaccio si scioglie più velocemente quando la sua superficie esposta è massimizzata. Quindi le forme dei cubetti di ghiaccio con una superficie maggiore si sciolgono più velocemente.

Per determinare con precisione quali forme di cubetti di ghiaccio si sciolgono più velocemente, tutti i cubetti di ghiaccio nel test devono avere lo stesso volume. Se un cubetto di ghiaccio ha una maggiore quantità di ghiaccio, si scioglie più lentamente a causa della massa aggiunta. Inoltre, tutti i cubetti di ghiaccio devono avere la stessa temperatura al momento dell'inizio del test. Se un cubetto di ghiaccio ha una temperatura notevolmente inferiore al punto di congelamento dell'acqua, si scioglie più lentamente a causa del tempo che trascorre prima che la sua temperatura raggiunga il punto di fusione.

Supponiamo che un cubetto di ghiaccio abbia la forma di un cubo. Se ogni lato del cubetto di ghiaccio misura tre centimetri, allora ha un volume di 27 cc e una superficie di 54 centimetri quadrati. Supponiamo che un altro cubetto di ghiaccio abbia la forma di un cilindro circolare. Se ha anche un volume di 27 cc e se il suo diametro è all'incirca uguale alla sua altezza, ha una superficie di circa 50 centimetri quadrati. Un cubetto di ghiaccio sferico con lo stesso volume ha una superficie di circa 43,5 centimetri quadrati. Pertanto, il cubo di ghiaccio cubico si scioglie più velocemente di una delle altre due forme poiché ha la superficie maggiore.

Se fai un cubetto di ghiaccio cilindrico più alto e più sottile pur mantenendo il suo volume di 27 cc, la sua superficie aumenta. Se riduci la larghezza e l'altezza di un cubetto di ghiaccio cubico in modo che diventi una struttura a forma di scatola nota come parallelepipedo rettangolare, anche la sua superficie aumenta. Più aumenta la superficie, più velocemente si scioglie il cubetto di ghiaccio, a condizione che il volume rimanga invariato. Man mano che il parallelepipedo e il cilindro circolare si allungano, i loro valori di superficie si avvicinano gradualmente. In teoria, il cubetto di ghiaccio che si scioglie più velocemente ha la forma di un parallelepipedo che ha l'altezza di una molecola d'acqua e la larghezza di una molecola d'acqua, mentre la sua lunghezza consiste di tutte le molecole d'acqua disposte in linea retta. Allo stesso tempo, questo cubo di ghiaccio teorico ha anche la forma di un cilindro circolare estremamente lungo con un diametro di una molecola d'acqua.