Care forme de cub de gheață se topesc mai repede?

Rata la care se topesc cuburile de gheață, numită și rata lor de fuziune, depinde de mai mulți factori. Temperaturile de mediu mai ridicate accelerează procesul de topire. Culoarea cubului și aplicarea sării au efecte vizibile. Rata de fuziune variază, de asemenea, în funcție de forma cubului de gheață.

Gheața se topește atunci când un mediu mai cald, precum aerul sau apa la temperatura camerei, intră în contact cu suprafața sa. Din acest motiv, gheața se topește mai repede atunci când suprafața sa expusă este maximizată. Deci, forme de cuburi de gheață cu suprafețe mai mari se topesc mai repede.

Pentru a determina cu exactitate ce forme de cuburi de gheață se topesc mai repede, toate cuburile de gheață din test trebuie să aibă același volum. Dacă un cub de gheață are o cantitate mai mare de gheață, acesta se topește mai lent din cauza masei adăugate. Mai mult, toate cuburile de gheață trebuie să aibă aceeași temperatură în momentul în care începe testul. Dacă un cub de gheață are o temperatură considerabil sub punctul de îngheț al apei, acesta se topește mai lent din cauza timpului care trece înainte ca temperatura sa să atingă punctul de topire.

Să presupunem că un cub de gheață are forma unui cub. Dacă fiecare parte a cubului de gheață măsoară trei centimetri, atunci are un volum de 27 cm și o suprafață de 54 de centimetri pătrați. Să presupunem că un alt cub de gheață are forma unui cilindru circular. Dacă are și un volum de 27 cm și dacă diametrul său este egal cu înălțimea sa, are o suprafață de aproximativ 50 de centimetri pătrați. Un cub de gheață sferic cu același volum are o suprafață de aproximativ 43,5 centimetri pătrați. Prin urmare, cubul de gheață cubic se topește mai repede decât oricare dintre celelalte două forme, deoarece are cea mai mare suprafață.

Dacă faceți un cub de gheață cilindric, care este mai înalt și mai subțire, păstrând în același timp volumul de 27 cm, suprafața sa crește. Dacă reduceți lățimea și înălțimea unui cub de gheață cubic, astfel încât acesta să devină o structură asemănătoare unei cutii cunoscută sub numele de paralelipiped dreptunghiular, suprafața sa crește, de asemenea. Cu cât suprafața crește, cu atât cubul de gheață se topește mai repede, cu condiția ca volumul să rămână neschimbat. Pe măsură ce paralelipipedul și cilindrul circular devin mai lungi, valorile suprafeței lor se apropie treptat. Teoretic, cea mai rapidă topire a cubului de gheață are forma unui paralelipiped care are înălțimea unei molecule de apă și lățimea unei molecule de apă, în timp ce lungimea acesteia constă din toate moleculele de apă întinse în linie dreaptă. În același timp, acest cub de gheață teoretic are și forma unui cilindru circular extrem de lung, cu diametrul unei molecule de apă.