เกิดอะไรขึ้นกับอุณหภูมิของน้ำแข็งในขณะที่ละลาย?

หากอุณหภูมิโดยรอบของน้ำแข็งเพิ่มขึ้น อุณหภูมิของน้ำแข็งก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องนี้จะหยุดลงทันทีที่น้ำแข็งถึงจุดหลอมเหลว เมื่อถึงจุดนี้ น้ำแข็งจะเปลี่ยนสถานะและกลายเป็นน้ำของเหลว และอุณหภูมิจะไม่เปลี่ยนแปลงจนกว่าน้ำแข็งจะละลายหมด คุณสามารถทดสอบสิ่งนี้ได้ด้วยการทดลองง่ายๆ ทิ้งถ้วยน้ำแข็งไว้ในรถที่ร้อนและตรวจดูอุณหภูมิด้วยเทอร์โมมิเตอร์ คุณจะพบว่าน้ำแข็งเย็นจัดอยู่ที่ 32 องศาฟาเรนไฮต์ (0 องศาเซลเซียส) จนกว่าจะละลายหมด เมื่อเป็นเช่นนี้ คุณจะสังเกตเห็นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากน้ำยังคงดูดซับความร้อนจากภายในรถต่อไป

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

เมื่อคุณให้ความร้อนกับน้ำแข็ง อุณหภูมิของน้ำแข็งจะสูงขึ้น แต่ทันทีที่น้ำแข็งเริ่มละลาย อุณหภูมิจะคงที่จนกว่าน้ำแข็งจะละลายหมด สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะพลังงานความร้อนทั้งหมดเข้าไปทำลายพันธะของโครงสร้างผลึกคริสตัลของน้ำแข็ง

เมื่อคุณให้ความร้อนกับน้ำแข็ง โมเลกุลแต่ละโมเลกุลจะได้รับพลังงานจลน์ แต่จนกว่าอุณหภูมิจะถึงจุดหลอมเหลว พวกมันจะไม่มีพลังงานมาทำลายพันธะที่ยึดไว้กับโครงสร้างผลึก พวกมันสั่นเร็วขึ้นภายในขอบเขตของมันเมื่อคุณเพิ่มความร้อน และอุณหภูมิของน้ำแข็งก็สูงขึ้น ที่จุดวิกฤต - จุดหลอมเหลว - พวกมันได้รับพลังงานเพียงพอที่จะหลุดพ้น เมื่อสิ่งนั้นเกิดขึ้น พลังงานความร้อนทั้งหมดที่เติมลงในน้ำแข็งจะถูกดูดซับโดย H

สิ่งเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นเมื่อคุณให้น้ำร้อนจนถึงจุดเดือด น้ำจะร้อนจนอุณหภูมิถึง 212 F (100 C) แต่จะไม่ร้อนขึ้นจนกว่าจะเปลี่ยนเป็นไอน้ำ ตราบใดที่น้ำของเหลวยังคงอยู่ในกระทะเดือด อุณหภูมิของน้ำจะอยู่ที่ 212 F ไม่ว่าเปลวไฟที่อยู่ข้างใต้จะร้อนแค่ไหนก็ตาม

คุณอาจสงสัยว่าทำไมน้ำที่ละลายแล้วจะไม่ร้อนขึ้นตราบใดที่ยังมีน้ำแข็งอยู่ ประการแรก ข้อความนั้นไม่ถูกต้องนัก หากคุณอุ่นกระทะขนาดใหญ่ที่เต็มไปด้วยน้ำซึ่งมีน้ำแข็งก้อนเดียว น้ำที่อยู่ไกลจากน้ำแข็งจะ เริ่มร้อนขึ้น แต่ในสภาพแวดล้อมของก้อนน้ำแข็ง อุณหภูมิจะคงที่ วิธีหนึ่งที่จะเข้าใจว่าทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้นคือการตระหนักว่า ในขณะที่น้ำแข็งบางส่วนกำลังละลาย น้ำบางส่วนที่อยู่รอบๆ น้ำแข็งกลับกลายเป็นน้ำแข็งอีกครั้ง สิ่งนี้จะสร้างสภาวะสมดุลที่ช่วยรักษาอุณหภูมิให้คงที่ เมื่อน้ำแข็งละลายมากขึ้นเรื่อยๆ อัตราการละลายจะเพิ่มขึ้น แต่อุณหภูมิจะไม่เพิ่มขึ้นจนกว่าน้ำแข็งจะหายไป

เป็นไปได้ที่จะทำให้อุณหภูมิเชิงเส้นสูงขึ้นไม่มากก็น้อยหากคุณเพิ่มความร้อนเพียงพอ ตัวอย่างเช่น วางน้ำแข็งบนกองไฟและบันทึกอุณหภูมิ คุณจะไม่สังเกตเห็นความล่าช้ามากนักที่จุดหลอมเหลว เนื่องจากปริมาณความร้อนส่งผลต่ออัตราการหลอมเหลว หากคุณเพิ่มความร้อนเพียงพอ น้ำแข็งสามารถละลายได้เองไม่มากก็น้อย

หากคุณกำลังต้มน้ำ คุณสามารถเพิ่มอุณหภูมิของของเหลวที่ยังอยู่ในกระทะได้โดยเพิ่มแรงดัน วิธีหนึ่งในการทำเช่นนี้คือการจำกัดไอน้ำไว้ในพื้นที่ปิด การทำเช่นนี้จะทำให้โมเลกุลเปลี่ยนเฟสได้ยากขึ้น และจะคงอยู่ในสถานะของเหลวในขณะที่อุณหภูมิของน้ำสูงกว่าจุดเดือด นี่คือแนวคิดเบื้องหลังหม้ออัดแรงดัน