När du sitter ute på en varm dag ser du isen i ditt glas vatten sakta smälta. Senare tappar du lite is från en kylare i diskbänken och slår på vattnet för att smälta isen. Du kan dock inte alltid använda det tricket. På en kall vinterdag kan du till exempel inte hälla ett glas vatten på bilens istäckta vindruta. som inte kommer att smälta isen. Vatten smälter is, men bara under vissa förhållanden.
Smältprocessen
Smältning är per definition processen att ändra ett ämne från en fast fas till en flytande fas. Smältningsprocessen är en endoterm process, vilket innebär att värmeenergi måste absorberas för att den ska inträffa. Denna värmeenergi kommer från omgivningar som har mer energi och en högre temperatur än ämnet som ska smältas. Det är bara genom en temperaturskillnad som värmeenergin överförs, vilket sedan orsakar en ämnet att smälta (eller åtminstone öka temperaturen) medan omgivningen minskar i temperatur. Smälttemperaturen (kallas smältpunkten) skiljer sig åt för olika ämnen.
När smälter vatten is?
De flesta av oss känner till smältpunkten för is: 0 grader Celsius eller 32 grader Fahrenheit. Om temperaturen på isen är under detta tal, förblir den fast; om isens temperatur höjs över detta tal, ändras isen till flytande vatten. Om is kommer i kontakt med vatten vet vi att isen måste vara under 0 grader Celsius och vattnet måste vara högre än 0 grader Celsius. På grund av temperaturskillnaden kommer värmeöverföring att ske. Resultatet blir att vattnet kommer att minska i temperatur och att isen kommer att öka i temperatur.
Kommer vatten alltid att smälta is?
Detta beror på hur mycket is du började med, isens initialtemperatur, hur mycket vatten som användes och vattnets initialtemperatur. Om du lägger några isbitar i ett glas varmt vatten borde du redan veta resultatet: vattnet svalnar och isbitarna smälter. I det här fallet finns det tillräckligt med vatten vid en tillräckligt hög starttemperatur för att inte bara öka isbitarnas temperatur utan också smälta dem.
När smälter vatten inte is?
Det bör nu vara vettigt att inte alla fall av tillsats av vatten kommer att smälta is. Även om vattnet har en högre temperatur än isen, om det finns betydligt mer is än vatten, eller om temperaturen på isen är mycket låg till att börja med, då kommer inte tillräckligt med värmeenergi att överföras för att öka isens temperatur och smälta den, för.
Sammanfattning
Vatten smälter is eftersom det har en högre temperatur än isen, så värmeenergi överförs från vattnet till isen. Eftersom den vetenskapliga principen som arbetar här är tanken på värmeöverföring är det inte nödvändigt att vatten används för att smälta is. Varje ämne (fast, flytande eller gas) som har en högre temperatur än isen kommer att kunna överföra värmeenergi för att smälta isen.