Что заставляет таять ледяной куб?

Содержание

• Химическая структура льда
• Разница между водой и льдом
• плавление
• Другие факторы

Лед - это твердая форма, которую жидкая вода принимает, когда она охлаждается ниже 0 градусов по Цельсию (32 градуса по Фаренгейту). Лед тает из-за химических свойств воды. Между молекулами льда больше водородных связей, чем в воде. Лед начинает таять, когда его температура превышает 0 градусов по Цельсию, и водородные связи между молекулами воды разрываются.

Химическая структура льда

Молекула льда или воды состоит из двух атомов водорода, ковалентно связанных с одним атомом кислорода. Атомы разделяют электроны, в результате чего атом кислорода несет слегка отрицательный электрический заряд, в то время как атомы водорода слегка положительны, что приводит к полярной молекуле. Из-за этой полярности молекулы воды притягиваются друг к другу и образуют водородные связи между молекулами.

Разница между водой и льдом

Водородные связи между атомами водорода и кислорода слабее, чем ковалентные связи, и они контролируют физические свойства воды и льда. Молекулы воды в льду более прочно связаны водородом, чем в жидкой воде, хотя во льду молекулы более широко разделены, в результате чего лед становится менее плотным, чем вода.

плавление

Fotolia.com "> ••• изображение кубика льда от Шелдона Гарднера от Fotolia.com

Лед тает, когда тепловая энергия заставляет молекулы двигаться быстрее, разрывая водородные связи между молекулами, образуя жидкую воду. В процессе таяния молекулы воды фактически поглощают энергию. Вот почему кубик льда тает быстрее снаружи и дольше сохраняет холод и твердость в центре: таяние - это процесс охлаждения. По мере того как будет поступать больше тепла, лед будет продолжать таять, и если температура превышает температуру кипения, около 100 градусов Цельсия (212 градусов по Фаренгейту), больше водородных связей между молекулами воды полностью разорвется, образуя водяной пар.

Другие факторы

Добавление посторонних веществ, таких как частицы соли или химических веществ, быстрее тает лед, потому что они нарушают равновесие процессов таяния и замерзания. Чем больше посторонних частиц на его поверхности, тем меньше молекул воды может захватить лед, замедляя процесс замораживания. Соль используется для таяния льда на тротуарах и дорогах, потому что она дешевая и доступная, а не потому, что она более эффективна, чем другие вещества.