Vad smälter en isbit?

Is är den fasta form som flytande vatten tar när det kyls under 0 grader Celsius (32 grader Fahrenheit). Is smälter på grund av vattnets kemiska egenskaper. Det finns fler vätebindningar mellan ismolekylerna än i vatten. Is börjar smälta när temperaturen överstiger 0 grader Celsius och vätebindningar mellan vattenmolekyler går sönder.

En is- eller vattenmolekyl består av två väteatomer kovalent bundna till en syreatom. Atomerna delar elektroner, vilket får syreatomen att bära en något negativ elektrisk laddning, medan väteatomerna är något positiva, vilket resulterar i en polär molekyl. På grund av denna polaritet lockas vattenmolekyler till varandra och bildar vätebindningar mellan molekyler.

Vätebindningarna mellan väte- och syreatomer är svagare än kovalenta bindningar, och de styr de fysiska egenskaperna hos vatten och is. Vattenmolekyler är vätebundna starkare till varandra i is än i flytande vatten, men i is är molekylerna mer separerade, vilket gör att isen blir mindre tät än vatten.

Is smälter när värmeenergi får molekylerna att röra sig snabbare och bryter vätebindningarna mellan molekyler för att bilda flytande vatten. I smältprocessen absorberar vattenmolekylerna faktiskt energi. Det är därför en isbit smälter snabbare på utsidan och behåller sin kyla och fasthet längre i mitten: smältning är en kylningsprocess. När mer värme introduceras kommer isen att fortsätta att smälta, och om temperaturen överstiger kokpunkten, cirka 100 grader Celsius (212 grader Fahrenheit) kommer fler vätebindningar mellan vattenmolekyler att brytas helt och skapa vatten ånga.

Tillsatsen av främmande ämnen, såsom salt eller kemikaliepartiklar, smälter is snabbare eftersom de stör jämvikten i smält- och frysprocesserna. Ju fler främmande partiklar på ytan desto färre vattenmolekyler kan isen fånga, vilket saktar ner frysprocessen. Salt används för att smälta is på trottoarer och vägar eftersom det är billigt och tillgängligt, inte för att det är mer effektivt än andra ämnen.