Ce face ca un cub de gheață să se topească?

Gheața este forma solidă pe care o ia apa lichidă atunci când este răcită sub 0 grade Celsius (32 grade Fahrenheit). Gheața se topește datorită proprietăților chimice ale apei. Există mai multe legături de hidrogen între moleculele de gheață decât în ​​apă. Gheața începe să se topească atunci când temperatura sa depășește 0 grade Celsius și legăturile de hidrogen dintre moleculele de apă se rup.

O moleculă de gheață sau apă este formată din doi atomi de hidrogen legați covalent de un atom de oxigen. Atomii împart electroni, determinând atomul de oxigen să poarte o sarcină electrică ușor negativă, în timp ce atomii de hidrogen sunt ușor pozitivi, rezultând o moleculă polară. Din cauza acestei polarități, moleculele de apă sunt atrase una de cealaltă și formează legături de hidrogen între molecule.

Legăturile de hidrogen dintre atomii de hidrogen și oxigen sunt mai slabe decât legăturile covalente și controlează proprietățile fizice ale apei și ale gheții. Moleculele de apă sunt hidrogen legate mai puternic între ele în gheață decât în ​​apa lichidă, deși în gheață moleculele sunt mai larg separate, făcând ca gheața să fie mai puțin densă decât apa.

Gheața se topește atunci când energia termică face ca moleculele să se miște mai repede, rupând legăturile de hidrogen dintre molecule pentru a forma apă lichidă. În procesul de topire, moleculele de apă absorb efectiv energia. Acesta este motivul pentru care un cub de gheață se topește mai repede la exterior și își păstrează răceala și soliditatea mai mult în centru: topirea este un proces de răcire. Pe măsură ce se introduce mai multă căldură, gheața va continua să se topească și, dacă temperatura depășește punctul de fierbere, aproximativ 100 grade Celsius (212 grade Fahrenheit), mai multe legături de hidrogen între moleculele de apă se vor rupe complet, creând apă vapori.

Adăugarea de substanțe străine, cum ar fi particule de sare sau substanțe chimice, topește gheața mai repede, deoarece acestea supără echilibrul proceselor de topire și îngheț. Cu cât sunt mai multe particule străine pe suprafața sa, cu atât mai puține molecule de apă pot captura gheața, încetinind procesul de înghețare. Sarea se folosește pentru a topi gheața pe trotuare și pe drumuri, deoarece este ieftină și accesibilă, nu pentru că este mai eficientă decât alte substanțe.