Скорость таяния кубика льда обычно зависит от того, сколько энергии или тепла приложено к кубу. Однако на скорость таяния льда влияют и другие факторы. Минералы в воде до замерзания могут влиять на атомную и молекулярную скорость таяния. На это влияют два основных соединения: сахар и соль.
Замораживание эксперимента
Типичный эксперимент, чтобы увидеть, как сахар и соль работают в кубике льда, включает замораживание воды, содержащей и то, и другое. Создав равное количество соли и сахара, добавьте смеси в несколько лотков для кубиков льда. Налейте одинаковое количество воды в каждый держатель лотка для кубиков и как можно лучше перемешайте сахар или соль. Кроме того, убедитесь, что у вас есть контроль над экспериментом, поставив поддон для кубиков льда с водой только в каждом кармане для кубиков. Поместите лотки для льда в морозильную камеру и подождите, пока все лотки не замерзнут. Выньте каждый набор кубиков льда (сахар, соль и обычная вода) и начните отсчитывать скорость таяния каждого кубика льда.
Объяснение химии
По словам учеников школьного округа Селах в штате Вашингтон, эксперименты с кубиками льда содержащие соль и сахар должны показать, что кубики с сахаром и солью тают быстрее, чем кубики с обычным вода. На самом деле кубики льда, содержащие сахар, должны таять быстрее, чем кубики с солью. Причина - поглощение тепла. Соль или сахар в кубике льда поглощают окружающую тепловую энергию быстрее, чем замороженная вода. Поскольку соль и сахар так быстро поглощают эту тепловую энергию, молекулы воды движутся быстрее, что приводит к более высокой скорости плавления. Это одна из причин, по которой города используют соль для таяния льда: соль быстрее поглощает тепловую энергию и тем самым ускоряет таяние.
Кубики льда в воде
Другой эксперимент заключается в том, чтобы взять кубики льда и поместить их в три разные чашки с водой. В одной чашке с водой должна быть обычная водопроводная вода. Однако следующие чашки должны содержать сахар и соль соответственно. Поместите кубики во все три чашки и измерьте, сколько времени потребуется, чтобы они растаяли. В отличие от предыдущего эксперимента, кубик льда в обычной воде должен таять быстрее, чем кубики льда в сахаре или соленой воде. Это потому, что соленая вода и сахарная вода более плотные, чем обычная вода. Плотность этой воды препятствует эффективному таянию кубика льда, поскольку любая тающая вода остается наверху. В обычной воде куб тает, и выделяющаяся вода более эффективно растворяется в окружающей жидкости.
Струнный эксперимент
Обычный эксперимент с кубиками льда требует использования веревки с солью. Поместите один конец нити на кубик льда и посыпьте небольшим количеством соли. Соль расплавит верхний слой куба, но поскольку он еще относительно холодный, сжиженная вода снова замерзнет. В результате кубик льда трансформируется вокруг струны, позволяя человеку тянуть за веревку и тащить кубик за собой. Интересно, что сахар не так эффективен, потому что сахар растапливает кубик льда слишком быстро, чтобы лед снова заморозился.