Welke ijsblokjesvormen smelten sneller?

De snelheid waarmee ijsblokjes smelten, ook wel hun fusiesnelheid genoemd, is afhankelijk van verschillende factoren. Hogere omgevingstemperaturen versnellen het smeltproces. De kleur van de kubus en de toepassing van zout hebben merkbare effecten. De fusiesnelheid varieert ook met de vorm van het ijsblokje.

Oppervlakte

IJs smelt wanneer een warmer medium, zoals lucht of water op kamertemperatuur, in contact komt met het oppervlak. Om deze reden smelt ijs sneller wanneer het blootgestelde oppervlak wordt gemaximaliseerd. Dus ijsblokjesvormen met een groter oppervlak smelten sneller.

Volume en temperatuur

Om nauwkeurig te bepalen welke ijsblokjesvormen sneller smelten, moeten alle ijsblokjes in de test hetzelfde volume hebben. Als een ijsblokje een grotere hoeveelheid ijs heeft, smelt het langzamer vanwege de toegevoegde massa. Bovendien moeten alle ijsblokjes dezelfde temperatuur hebben op het moment dat de test begint. Als een ijsblokje een temperatuur heeft die aanzienlijk onder het vriespunt van water ligt, smelt het langzamer vanwege de tijd die verstrijkt voordat de temperatuur het smeltpunt bereikt.

Bol, Cilinder of Kubus

Stel dat een ijsblokje de vorm heeft van een kubus. Als elke zijde van het ijsblokje drie centimeter meet, heeft het een volume van 27 cc en een oppervlakte van 54 vierkante centimeter. Stel dat een ander ijsblokje de vorm heeft van een cirkelvormige cilinder. Als het ook een volume heeft van 27 cc en als de diameter ongeveer gelijk is aan de hoogte, heeft het een oppervlakte van ongeveer 50 vierkante centimeter. Een bolvormig ijsblokje met hetzelfde volume heeft een oppervlakte van ongeveer 43,5 vierkante centimeter. Daarom smelt het kubusvormige ijsblokje sneller dan een van de andere twee vormen, omdat het het grootste oppervlak heeft.

Snelst smeltende ijsblokjes

Als je een cilindrisch ijsblokje maakt dat groter en dunner is met behoud van het volume van 27 cc, wordt het oppervlak groter. Als je de breedte en de hoogte van een kubusvormig ijsblokje verkleint zodat het een doosachtige structuur wordt die bekend staat als een rechthoekig parallellepipedum, neemt ook het oppervlak ervan toe. Hoe meer het oppervlak toeneemt, hoe sneller het ijsblokje smelt, op voorwaarde dat het volume ongewijzigd blijft. Naarmate het parallellepipedum en de cirkelvormige cilinder langer worden, benaderen hun oppervlaktewaarden elkaar geleidelijk. Theoretisch heeft het snelst smeltende ijsblokje de vorm van een parallellepipedum met de hoogte van één watermolecuul en de breedte van één watermolecuul, terwijl de lengte bestaat uit alle watermoleculen die in een rechte lijn zijn geregen. Tegelijkertijd heeft dit theoretische ijsblokje ook de vorm van een extreem lange cirkelvormige cilinder met een diameter van één watermolecuul.

  • Delen
instagram viewer