Содержание
- TL; DR (слишком долго; не читал)
- Частицы от твердого до жидкого
- Частицы жидкости в газ
- Ускорение процесса плавления
Все в мире состоит из частиц, которые действуют по-разному в зависимости от состояния, в котором они находятся. Кубик льда состоит из частиц воды, но он твердый, потому что его частицы плотно упакованы вместе, что приводит к его твердому, фиксированному состоянию.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Когда кубик твердого льда вынимается из морозильника, более теплый воздух дает его частицам тепловую энергию, необходимую для их рассеивания.
Частицы от твердого до жидкого
Когда вы вынимаете кубики льда из морозильника, процесс таяния начинается сразу же, потому что температура воздуха вокруг кубиков льда выше, чем температура в морозильнике. Вода замерзает при нуле градусов по Цельсию (32 градуса по Фаренгейту). Частицы твердого льда поглощают тепловую энергию от более теплого воздуха, давая энергию частиц и позволяя им удаляться друг от друга. Жидкие частицы все еще касаются друг друга, но они находятся дальше друг от друга, чем твердые частицы. Они скользят мимо друг друга и не имеют правильной формы, как твердые тела. Это то, что происходит, когда кубик льда (твердое вещество) превращается в воду (жидкость). Причина, по которой кубик льда занимает гораздо меньшую площадь, чем при его таянии, заключается в том, что некогда компактные частицы распространились и занимают больше места.
Частицы жидкости в газ
Вы можете подумать, что кубик льда полностью растаял, когда превратился в жидкость, но процесс может пойти гораздо дальше. Если температура окружающей жидкости достигает точки кипения 100 градусов Цельсия (12 градусов по Фаренгейту), вода испаряется и превращается в водяной пар. Тепло дает жидким частицам достаточно энергии, чтобы оторваться друг от друга, пока они не разойдутся, и их не будет видно невооруженным глазом. Теперь они расположены случайным образом и могут свободно перемещаться во всех направлениях.
Ускорение процесса плавления
Если вы хотите растопить кубики льда быстрее, вам нужно понизить температуру замерзания льда - заставить его плавиться в жидкость при более низкой температуре, чем обычно. Самый простой способ сделать это - посыпать солью (хлоридом натрия) кубики льда. Кубики чистого льда содержат только лед и воду, которые, как говорят, находятся в динамическом равновесии друг с другом. Баланс между замораживанием и плавлением может поддерживаться при температуре замерзания-плавления, равной 0 градусов Цельсия (32 градуса по Фаренгейту), если условия не изменяются таким образом, что благоприятствует одному из процессов над другим. Добавление соли меняет условия, потому что молекулы соли растворяются в воде, но не легко упаковываются в кластер молекул в твердом теле. На стороне жидкости меньше молекул воды, потому что часть воды была заменена солью, поэтому скорость замерзания падает.