การทดลองกับก้อนน้ำแข็งเกลือและน้ำตาล

อัตราที่ก้อนน้ำแข็งละลายโดยทั่วไปจะขึ้นอยู่กับปริมาณพลังงานหรือความร้อนที่ใช้กับลูกบาศก์ อย่างไรก็ตาม ปัจจัยอื่นๆ มีอิทธิพลต่ออัตราการละลายของน้ำแข็ง แร่ธาตุในน้ำก่อนการแช่แข็งสามารถส่งผลต่อความเร็วของอะตอมและโมเลกุลของการหลอมเหลว สารประกอบพื้นฐานสองชนิดที่จะส่งผลต่อสิ่งนี้คือน้ำตาลและเกลือ

การทดลองทั่วไปเพื่อดูว่าน้ำตาลและเกลือทำงานอย่างไรในก้อนน้ำแข็งที่เกี่ยวข้องกับน้ำแช่แข็งที่ประกอบด้วยทั้งสอง สร้างขนาดที่เท่ากันของเกลือและน้ำตาล เพิ่มสารประกอบลงในถาดน้ำแข็งบางถาด เทน้ำปริมาณเท่ากันในที่วางถาดลูกบาศก์แต่ละอัน แล้วผสมน้ำตาลหรือเกลือให้ดีที่สุดเท่าที่จะทำได้ นอกจากนี้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมีการควบคุมในการทดลองโดยให้มีถาดน้ำแข็งที่มีน้ำเพียงอย่างเดียวในกระเป๋าลูกบาศก์แต่ละช่อง ใส่ถาดน้ำแข็งในช่องแช่แข็งและรอจนกว่าถาดทั้งหมดจะถูกแช่แข็ง นำน้ำแข็งก้อนแต่ละชุดออกมา (น้ำตาล เกลือ และน้ำธรรมดา) และเริ่มจับเวลาอัตราที่ก้อนน้ำแข็งแต่ละก้อนละลาย

ตามที่นักเรียนที่เขตโรงเรียนเซลาห์ ในรัฐวอชิงตัน ได้ทดลองกับก้อนน้ำแข็ง ที่มีเกลือและน้ำตาลควรแสดงว่าก้อนที่มีน้ำตาลและเกลือละลายได้เร็วกว่าก้อนที่มีเพียงก้อนปกติ น้ำ. อันที่จริง น้ำแข็งก้อนที่มีน้ำตาลควรละลายเร็วกว่าก้อนที่มีเกลือ เหตุผลก็คือการดูดซับความร้อน เกลือหรือน้ำตาลในก้อนน้ำแข็งดูดซับพลังงานความร้อนโดยรอบได้เร็วกว่าน้ำแช่แข็ง เนื่องจากเกลือและน้ำตาลดูดซับพลังงานความร้อนอย่างรวดเร็ว โมเลกุลของน้ำจึงเคลื่อนที่เร็วขึ้น ส่งผลให้อัตราการหลอมละลายเร็วขึ้น นี่เป็นส่วนหนึ่งของเหตุผลที่เมืองต่างๆ ใช้เกลือเพื่อละลายน้ำแข็ง: เกลือจะดูดซับพลังงานความร้อนได้เร็วกว่าและทำให้ละลายเร็วขึ้น

การทดลองอื่นเกี่ยวข้องกับการนำก้อนน้ำแข็งมาวางในน้ำสามถ้วยที่แตกต่างกัน ถ้วยน้ำหนึ่งควรมีน้ำประปาปกติอยู่ในนั้น อย่างไรก็ตาม ถ้วยต่อไปควรมีน้ำตาลและเกลือตามลำดับ วางลูกบาศก์ลงในถ้วยทั้งสามและระยะเวลาที่ใช้ในการละลาย ก้อนน้ำแข็งในน้ำปกติควรละลายเร็วกว่าน้ำแข็งก้อนในน้ำเกลือหรือน้ำเกลือ ซึ่งต่างจากการทดลองครั้งก่อน เนื่องจากน้ำเกลือและน้ำน้ำตาลมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำปกติ ความหนาแน่นของน้ำนี้เป็นอุปสรรคต่อก้อนน้ำแข็งจากการละลายอย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากน้ำใดๆ ที่ละลายอยู่ด้านบน ด้วยน้ำปกติ ลูกบาศก์จะละลายและน้ำที่ปล่อยออกมาจะเจือจางลงในของเหลวโดยรอบได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

การทดลองทั่วไปกับก้อนน้ำแข็งเรียกร้องให้ใช้เชือกกับเกลือ วางปลายเชือกด้านหนึ่งบนก้อนน้ำแข็งแล้วโรยเกลือเล็กน้อย เกลือจะละลายชั้นบนสุดของลูกบาศก์ แต่เนื่องจากยังค่อนข้างเย็น น้ำที่เป็นของเหลวจะกลับคืนสู่สภาพเดิม ผลที่ได้คือก้อนน้ำแข็งจะหมุนรอบเส้นเชือก ให้บุคคลนั้นดึงเชือกแล้วลากลูกบาศก์ไปตาม ที่น่าสนใจคือ น้ำตาลไม่ได้ผลเพราะน้ำตาลจะทำให้น้ำแข็งละลายเร็วเกินไปที่น้ำแข็งจะแข็งตัวอีกครั้ง