Tutto nel mondo è costituito da particelle che agiscono in modo diverso a seconda dello stato in cui si trovano. Un cubetto di ghiaccio è fatto di particelle d'acqua, ma è un solido perché le sue particelle sono ammassate strettamente insieme, risultando nel suo stato duro e fisso.
TL; DR (troppo lungo; non letto)
Quando un cubetto di ghiaccio solido viene rimosso da un congelatore, l'aria più calda fornisce alle sue particelle l'energia termica di cui hanno bisogno per diffondersi.
Particelle da solide a liquide
Quando togli i cubetti di ghiaccio dal congelatore, il processo di fusione inizia subito perché la temperatura dell'aria intorno ai cubetti di ghiaccio è più calda della temperatura nel congelatore. L'acqua si congela a zero gradi Celsius (32 gradi Fahrenheit). Le particelle di ghiaccio solido assorbono energia termica dall'aria più calda, dando energia alle particelle e consentendo loro di allontanarsi l'una dall'altra. Le particelle liquide si toccano ancora, ma sono più distanti delle particelle solide. Scorrono l'uno sull'altro e non hanno una forma regolare come fanno i solidi. Questo è ciò che accade quando il cubetto di ghiaccio (un solido) si trasforma in acqua (un liquido). Il motivo per cui un cubetto di ghiaccio occupa un'area molto più piccola rispetto a quando si scioglie è che le particelle un tempo compatte si sono diffuse e occupano più spazio.
Particelle da liquido a gas
Potresti pensare che un cubetto di ghiaccio si sia completamente sciolto quando diventa liquido, ma il processo può andare molto oltre. Se la temperatura che circonda il liquido raggiunge il punto di ebollizione di 100 gradi Celsius (12 gradi F), l'acqua evapora e si trasforma in vapore acqueo. Il calore fornisce alle particelle liquide energia sufficiente per staccarsi l'una dall'altra fino a quando non sono poco distanziate, non possono essere viste ad occhio nudo. Ora sono disposti casualmente e possono muoversi liberamente in tutte le direzioni.
Accelerare il processo di fusione
Se vuoi sciogliere i cubetti di ghiaccio più velocemente, devi abbassare il punto di congelamento del ghiaccio: fallo sciogliere in un liquido a una temperatura più bassa del normale. Il modo più semplice per farlo è cospargere di sale (cloruro di sodio) sui cubetti di ghiaccio. I cubetti di ghiaccio puri contengono solo ghiaccio e acqua, che si dice siano in equilibrio dinamico tra loro. L'equilibrio tra congelamento e fusione può essere mantenuto al punto di congelamento-fusione di 0 gradi Celsius (32 gradi F) a meno che le condizioni non cambino in modo tale da favorire uno dei processi rispetto al altro. L'aggiunta di sale cambia le condizioni perché le molecole di sale si dissolvono nell'acqua ma non si impacchettano facilmente nel gruppo di molecole nel solido. Ci sono meno molecole d'acqua sul lato liquido perché parte dell'acqua è stata sostituita con sale, quindi la velocità di congelamento diminuisce.