La velocità con cui un cubetto di ghiaccio si scioglie è generalmente una funzione di quanta energia, o calore, viene applicata al cubo. Tuttavia, altri fattori influenzano la velocità con cui il ghiaccio si scioglie. I minerali nell'acqua prima del congelamento possono influenzare la velocità atomica e molecolare di fusione. Due composti di base che influenzeranno questo sono lo zucchero e il sale.
Esperimento di congelamento
Un tipico esperimento per vedere come funzionano lo zucchero e il sale in un cubetto di ghiaccio prevede il congelamento dell'acqua che li contiene. Creando uguali misure di sale e zucchero, aggiungi i composti a delle vaschette per i cubetti di ghiaccio. Versare la stessa quantità di acqua in ogni portavassoio a cubetti e mescolare lo zucchero o il sale nel miglior modo possibile. Inoltre, assicurati di avere un controllo nell'esperimento avendo un vassoio per cubetti di ghiaccio con solo acqua in ogni tasca del cubo. Metti le vaschette del ghiaccio nel congelatore e aspetta che tutte le vaschette siano congelate. Prendi ogni set di cubetti di ghiaccio (zucchero, sale e acqua normale) e inizia a calcolare la velocità con cui ogni cubetto di ghiaccio si scioglie.
Chimica Spiegazione
Secondo gli studenti del Selah School District, nello stato di Washington, esperimenti con cubetti di ghiaccio contenente sale e zucchero dovrebbe mostrare che i cubetti con zucchero e sale si sciolgono più velocemente dei cubetti con solo il normale acqua. Infatti i cubetti di ghiaccio che contengono zucchero dovrebbero sciogliersi più velocemente dei cubetti con il sale. Il motivo è l'assorbimento di calore. Il sale o lo zucchero in un cubetto di ghiaccio assorbe l'energia termica circostante più velocemente dell'acqua congelata. Poiché il sale e lo zucchero assorbono questa energia termica così rapidamente, le molecole d'acqua si muovono più velocemente, determinando una velocità di fusione più rapida. Questo è uno dei motivi per cui le città usano il sale per sciogliere il ghiaccio: il sale assorbirà l'energia termica più velocemente e quindi accelererà lo scioglimento.
Cubetti di ghiaccio in acqua
Un altro esperimento consiste nel prendere dei cubetti di ghiaccio e metterli in tre diverse tazze d'acqua. Una tazza d'acqua dovrebbe contenere acqua di rubinetto normale. Tuttavia, le tazze successive dovrebbero contenere rispettivamente zucchero e sale. Metti i cubetti in tutte e tre le tazze e calcola quanto tempo impiegano a sciogliersi. A differenza dell'esperimento precedente, il cubetto di ghiaccio nell'acqua normale dovrebbe sciogliersi più velocemente dei cubetti di ghiaccio nello zucchero o nell'acqua salata. Questo perché l'acqua salata e l'acqua zuccherata sono più dense dell'acqua normale. La densità di quest'acqua impedisce al cubetto di ghiaccio di sciogliersi efficacemente poiché l'acqua che si scioglie rimane sulla parte superiore. Con l'acqua normale, il cubo si scioglie e l'acqua rilasciata si diluisce nel liquido circostante in modo più efficace.
Esperimento con le stringhe
Un esperimento comune con i cubetti di ghiaccio richiede l'uso di un pezzo di spago con sale. Metti un'estremità dello spago su un cubetto di ghiaccio e cospargi una piccola quantità di sale. Il sale scioglierà lo strato superiore del cubo, ma poiché è ancora relativamente freddo, l'acqua liquefatta si ricongela. Il risultato sarà che il cubetto di ghiaccio si riforma intorno alla corda, permettendo alla persona di tirare la corda e trascinare il cubo. È interessante notare che lo zucchero non è così efficace, perché lo zucchero scioglierà il cubetto di ghiaccio troppo velocemente perché il ghiaccio si ricongela.