塩と砂糖の角氷を使った実験

角氷が溶ける速度は、一般に、角氷に加えられるエネルギーまたは熱の量の関数です。 ただし、他の要因が氷の融解速度に影響を与えます。 凍結前の水中のミネラルは、原子および分子の融解速度に影響を与える可能性があります。 これに影響を与える2つの基本的な化合物は砂糖と塩です。

角氷の中で砂糖と塩がどのように機能するかを確認するための典型的な実験では、2つを含む水を凍結します。 塩と砂糖の等しい測定値を作成し、いくつかの角氷トレイに化合物を追加します。 各キューブトレイホルダーに同量の水を注ぎ、砂糖または塩をできるだけよく混ぜます。 また、各キューブポケットに水だけが入った角氷トレイを用意して、実験を制御できることを確認してください。 アイストレイを冷凍庫に入れ、すべてのトレイが凍結するまで待ちます。 各角氷セット（砂糖、塩、通常の水）を取り出し、各角氷が溶ける速度の計時を開始します。

ワシントン州のセラ学区の生徒によると、角氷を使った実験 塩と砂糖を含むと、砂糖と塩を含む立方体は、通常のみを含む立方体よりも速く溶けることを示す必要があります 水。 実際、砂糖を含む角氷は、塩を含む角氷よりも早く溶けるはずです。 その理由は熱吸収です。 角氷の中の塩や砂糖は、凍った水よりも速く周囲の熱エネルギーを吸収します。 塩と砂糖がこの熱エネルギーを非常に速く吸収するため、水分子はより速く移動し、結果としてより速い融解速度をもたらします。 これは、都市が氷を溶かすために塩を使用する理由の一部です。塩は熱エネルギーをより速く吸収し、それによって溶ける速度を速めます。

別の実験では、角氷を取り、3つの異なるカップの水に入れます。 1つのウォーターカップには通常の水道水が入っている必要があります。 ただし、次のカップにはそれぞれ砂糖と塩が含まれている必要があります。 キューブを3つのカップすべてに入れ、溶けるまでの時間を計ります。 前の実験とは異なり、通常の水中の角氷は、砂糖または塩水中の角氷よりも速く溶けるはずです。 これは、塩水や砂糖水が通常の水よりも密度が高いためです。 この水の密度は、溶ける水が上部にとどまるため、角氷が効果的に溶けるのを妨げます。 通常の水では、立方体が溶け、放出された水が周囲の液体により効果的に希釈されます。

角氷を使った一般的な実験では、塩を入れたひもを使用する必要があります。 ひもの一端を角氷の上に置き、少量の塩を振りかけます。 塩は立方体の最上層を溶かしますが、それでも比較的冷たいので、液化した水は再凍結します。 その結果、角氷がひもの周りで再形成され、人がひもを引っ張って立方体を引きずることができるようになります。 興味深いことに、砂糖は氷を溶かすのが速すぎて氷が再凍結できないため、砂糖はそれほど効果的ではありません。