Rata la care se topeste un cub de gheata este, în general, o funcție a cantității de energie sau căldură aplicată cubului. Cu toate acestea, alți factori influențează viteza cu care se topește gheața. Mineralele din apă înainte de îngheț pot influența viteza atomică și moleculară a topirii. Doi compuși de bază care vor afecta acest lucru sunt zahărul și sarea.
Experiment de înghețare
Un experiment tipic pentru a vedea cum funcționează zahărul și sarea într-un cub de gheață implică înghețarea apei care le conține pe cele două. Creând măsurători egale de sare și zahăr, adăugați compușii la niște tăvi pentru cuburi de gheață. Se toarnă aceeași cantitate de apă în fiecare suport pentru tavă cub și se amestecă cât mai bine zahărul sau sarea. De asemenea, asigurați-vă că aveți un control în experiment, având o tavă cu cuburi de gheață cu doar apă în fiecare buzunar al cubului. Puneți tăvile de gheață în congelator și așteptați până când toate tăvile sunt înghețate. Scoateți fiecare set de cuburi de gheață (zahăr, sare și apă normală) și începeți să sincronizați viteza cu care se topește fiecare cub de gheață.
Explicație chimică
Potrivit elevilor din districtul școlar Selah din statul Washington, experimentele cu cuburi de gheață care conține sare și zahăr ar trebui să arate că cuburile cu zahăr și sare se topesc mai repede decât cuburile doar cu normal apă. De fapt, cuburile de gheață care conțin zahăr ar trebui să se topească mai repede decât cuburile cu sare. Motivul este absorbția căldurii. Sarea sau zahărul dintr-un cub de gheață absoarbe energia termică din jur mai repede decât apa înghețată. Deoarece sarea și zahărul absorb atât de repede această energie termică, moleculele de apă se mișcă mai repede, rezultând o rată de topire mai rapidă. Acesta face parte din motivul pentru care orașele folosesc sarea pentru a topi gheața: sarea va absorbi mai repede energia termică și, prin urmare, va accelera topirea.
Cuburi de gheață în apă
Un alt experiment presupune luarea de cuburi de gheață și plasarea lor în trei căni diferite de apă. O cană de apă ar trebui să conțină apă normală de la robinet. Cu toate acestea, următoarele cupe ar trebui să conțină zahăr și, respectiv, sare. Așezați cuburile în toate cele trei cești și calculați cât timp le ia să se topească. Spre deosebire de experimentul anterior, cubul de gheață din apa normală ar trebui să se topească mai repede decât cuburile de gheață din zahăr sau apă sărată. Acest lucru se datorează faptului că apa sărată și apa cu zahăr sunt mai dense decât apa normală. Densitatea acestei ape împiedică topirea efectivă a cubului de gheață, deoarece orice apă care se topește rămâne pe partea de sus. Cu apă normală, cubul se topește și apa eliberată se diluează în lichidul din jur mai eficient.
Experiment cu șiruri
Un experiment obișnuit cu cuburi de gheață necesită utilizarea unei bucăți de sfoară cu sare. Așezați un capăt al șirului peste un cub de gheață și presărați o cantitate mică de sare. Sarea va topi stratul superior al cubului, dar pentru că este încă relativ rece, apa lichefiată se va îngheța. Rezultatul va fi că cubul de gheață se reformează în jurul șirului, permițând persoanei să tragă șirul și să-l tragă de-a lungul. Interesant este că zahărul nu este la fel de eficient, deoarece zahărul va topi cubul de gheață prea repede pentru ca gheața să se reînghete.