Содержание
Скорость таяния кубика льда, как правило, зависит от того, сколько энергии или тепла приложено к кубу. Однако другие факторы влияют на скорость таяния льда. Минералы в воде перед замерзанием могут влиять на атомную и молекулярную скорость плавления. Два основных соединения, которые будут влиять на это, это сахар и соль.
Эксперимент по заморозке
Типичный эксперимент, чтобы увидеть, как сахар и соль работают в кубике льда, включает замерзание воды, содержащей их. Создавая равные измерения соли и сахара, добавьте составы в некоторые лотки для кубиков льда. Налейте одинаковое количество воды в каждую подставку для кубиков и смешайте сахар или соль как можно лучше. Кроме того, убедитесь, что у вас есть контроль в эксперименте, имея поднос с кубиками льда только с водой в каждом кармане куба. Поместите лотки для льда в морозильник и подождите, пока все лотки не замерзнут. Выньте каждый набор кубиков льда (сахар, соль и обычную воду) и начните определять скорость, с которой каждый кубик льда тает.
Объяснение химии
По словам учеников школьного округа Села в штате Вашингтон, эксперименты с кубиками льда, содержащими соль и сахар, должны показать, что кубики с сахаром и солью тают быстрее, чем кубики с только нормальной водой. На самом деле, кубики льда, содержащие сахар, должны таять быстрее, чем кубики с солью. Причина в поглощении тепла. Соль или сахар в кубике льда быстрее поглощают окружающую тепловую энергию, чем замерзшая 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 разных стакана воды. В одной чашке с водой должна быть нормальная водопроводная вода. Однако следующие чашки должны содержать сахар и соль соответственно. Поместите кубики во все три чашки и определите время, необходимое для их таяния. В отличие от предыдущего эксперимента, кубик льда в обычной воде должен таять быстрее, чем кубики льда в сахарной или соленой воде. Это потому, что соленая вода и сахарная вода плотнее, чем обычная вода. Плотность этой воды препятствует тому, чтобы кубик льда эффективно таял, потому что любая вода, которая тает, остается на вершине. При нормальной воде куб тает, а высвобожденная вода более эффективно растворяется в окружающей жидкости.
Струнный эксперимент
Обычный эксперимент с кубиками льда требует использования кусочка нити с солью. Поместите один конец струны на кубик льда и посыпьте небольшим количеством соли. Соль будет плавить верхний слой куба, но поскольку она все еще относительно холодная, сжиженная вода замерзнет. В результате кубик льда преобразуется вокруг струны, позволяя человеку тянуть за струну и тащить куб вдоль. Интересно, что сахар не так эффективен, потому что сахар слишком быстро растопит кубик льда, чтобы лед снова замерз.