Tartalom
A jégkocka megolvadásának sebessége általában attól függ, hogy mennyi energiát vagy hőt alkalmaznak a kocka. Más tényezők befolyásolják azonban a jég olvadásának sebességét. A vízben lévő ásványi anyagok a fagyasztás előtt befolyásolhatják az olvadás atomi és molekuláris sebességét. Két alapvegyület, amely ezt befolyásolja, a cukor és a só.
Fagyasztó kísérlet
Egy tipikus kísérlet annak megállapítására, hogy a cukor és a só hogyan működik egy jégkocka, magában foglalja a kettőt tartalmazó víz fagyasztását. A só és a cukor egyenlő mérésének elkészítésével adjunk a vegyületeket néhány jégkocka-tálcához. Öntsön ugyanannyi vizet minden kockatartó-tartóba, és keverje össze a cukrot vagy a sót, amennyire csak lehetséges. Ezenkívül győződjön meg arról, hogy van-e ellenőrzése a kísérletben úgy, hogy minden jégkocka-tálcán csak víz van az egyes kockák zsebében. Helyezze a jégtálcákat a fagyasztóba, és várjon, amíg az összes tálca megfagy. Vegye ki az egyes jégkocka-készleteket (cukor, só és normál víz), és kezdje el meghatározni az egyes jégkocka-olvadás sebességét.
Kémia magyarázat
A washingtoni állambeli Selah iskola kerületi hallgatói szerint a sót és cukrot tartalmazó jégkockákkal végzett kísérleteknek meg kell mutatniuk, hogy a cukorral és sóval készült kocka gyorsabban olvad, mint a normál vízben lévő kocka. Valójában a jégkocka, amely cukrot tartalmaz, gyorsabban olvad, mint a sóval készült kocka. Ennek oka a hőelnyelés. A jégkocka sója vagy cukor gyorsabban felszívja a környező hőenergiát, mint a fagyott víz. Mivel a só és a cukor annyira gyorsan abszorbeálja ezt a hőenergiát, a vízmolekulák gyorsabban mozognak, ami gyorsabb olvadási sebességet eredményez. Ez annak az oka, hogy a városok sót használnak a jég megolvasztására: a só gyorsabban elnyeli a hőenergiát, és ezáltal felgyorsítja az olvadást.
Jégkocka a vízben
Egy másik kísérlet során jégkockákat vesznek, és három különféle csésze vízbe helyezik őket. Az egyik vízcsészében normál csapvíznek kell lennie. A következő csészéknek cukornak és sónak kell tartalmazniuk. Helyezze a kockákat mindhárom csészébe, és időbe tegye, amíg elolvadnak. Az előző kísérlettel ellentétben a normál vízben lévő jégkocka gyorsabban megolvad, mint a cukor- vagy sós vízben lévő jégkocka. Ennek oka az, hogy a sós víz és a cukorvíz sűrűbb, mint a normál víz. Ennek a víznek a sűrűsége akadályozza a jégkocka tényleges megolvadását, mivel az összes olvadó víz a tetején marad. Normál vízzel a kocka megolvad, és a felszabadult víz hatékonyabban hígul a környező folyadékba.
Húros kísérlet
A jégkockákkal végzett közös kísérlethez szükség van egy darab húr használatára sóval. Helyezze a húr egyik végét egy jégkocka fölé, és megszórjon apró mennyiségű sót. A só megolvasztja a kocka felső rétegét, de mivel még mindig viszonylag hideg, a cseppfolyósított víz megfagy. Ennek eredményeként a jégkocka megreformálódik a húr körül, lehetővé téve az embernek, hogy meghúzza a húrot, és húzza a kocka mentén. Érdekes, hogy a cukor nem olyan hatékony, mert a cukor túl gyorsan megolvad a jégkocka ahhoz, hogy a jég újra megfagyjon.