Что заставляет кубик льда таять?

Лед - это твердая форма, которую принимает жидкая вода, когда она охлаждается ниже 0 градусов по Цельсию (32 градуса по Фаренгейту). Лед тает из-за химических свойств воды. Между молекулами льда больше водородных связей, чем в воде. Лед начинает таять, когда его температура превышает 0 градусов Цельсия, и водородные связи между молекулами воды разрываются.

Молекула льда или воды состоит из двух атомов водорода, ковалентно связанных с одним атомом кислорода. Атомы разделяют электроны, заставляя атом кислорода нести слегка отрицательный электрический заряд, в то время как атомы водорода слегка положительны, что приводит к полярной молекуле. Из-за этой полярности молекулы воды притягиваются друг к другу и образуют водородные связи между молекулами.

Водородные связи между атомами водорода и кислорода слабее ковалентных связей, и они контролируют физические свойства воды и льда. Молекулы воды во льду связаны водородными связями сильнее, чем в жидкой воде, хотя во льду молекулы разделены более широко, что делает лед менее плотным, чем вода.

Лед тает, когда тепловая энергия заставляет молекулы двигаться быстрее, разрывая водородные связи между молекулами, образуя жидкую воду. В процессе таяния молекулы воды фактически поглощают энергию. Вот почему кубик льда быстрее тает снаружи и дольше сохраняет свою холодность и твердость в центре: таяние - это процесс охлаждения. По мере поступления большего количества тепла лед будет продолжать таять, и если температура превысит точку кипения, примерно на 100 ° C. градусов Цельсия (212 градусов по Фаренгейту), больше водородных связей между молекулами воды полностью разорвутся, образуя воду пар.

Добавление посторонних веществ, таких как частицы соли или химикатов, тает лед быстрее, поскольку они нарушают равновесие процессов таяния и замораживания. Чем больше инородных частиц на его поверхности, тем меньше молекул воды может захватить лед, замедляя процесс замерзания. Соль используется для растапливания льда на тротуарах и дорогах, потому что она дешевая и доступная, а не потому, что она более эффективна, чем другие вещества.