Zawartość
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Cząstki stałe do ciekłych
- Cząsteczki cieczy do gazu
- Przyspieszenie procesu topienia
Wszystko na świecie składa się z cząstek, które działają różnie w zależności od stanu, w jakim się znajdują. Kostka lodu jest zbudowana z cząstek wody, ale jest ciałem stałym, ponieważ jej cząstki są ściśle upakowane, co powoduje jej twardy, stały stan.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Gdy kostka lodu zostanie usunięta z zamrażarki, cieplejsze powietrze nadaje cząstkom energię cieplną, której potrzebują do rozłożenia.
Cząstki stałe do ciekłych
Po wyjęciu kostek lodu z zamrażarki proces topienia rozpoczyna się natychmiast, ponieważ temperatura powietrza wokół kostek lodu jest wyższa niż temperatura w zamrażarce. Woda zamarza w temperaturze zero stopni Celsjusza (32 stopnie Fahrenheita). Cząstki lodu stałego pochłaniają energię cieplną z cieplejszego powietrza, dając energię cząstek i umożliwiając im odsuwanie się od siebie. Cząstki cieczy nadal się stykają, ale są bardziej oddalone od cząstek stałych. Przesuwają się obok siebie i nie mają regularnego kształtu, jak bryły. Tak się dzieje, gdy kostka lodu (ciało stałe) zamienia się w wodę (ciecz). Powodem, dla którego kostka lodu zajmuje znacznie mniejszy obszar niż wtedy, gdy się topi, jest to, że niegdyś zwarte cząstki się rozprzestrzeniły i zajmują więcej miejsca.
Cząsteczki cieczy do gazu
Można pomyśleć, że kostka lodu całkowicie się stopiła, gdy zamienia się w ciecz, ale proces ten może pójść znacznie dalej. Jeśli temperatura otaczająca ciecz osiągnie temperaturę wrzenia 100 stopni Celsjusza (12 stopni F), woda paruje i zamienia się w parę wodną. Ciepło daje cząstkom cieczy wystarczającą energię, aby oderwać się od siebie, dopóki nie zostaną one rozmieszczone w niewielkich odstępach i nie będą widoczne gołym okiem. Są teraz losowo rozmieszczone i mogą się swobodnie poruszać we wszystkich kierunkach.
Przyspieszenie procesu topienia
Jeśli chcesz stopić kostki lodu szybciej, musisz obniżyć temperaturę zamarzania lodu - spraw, by stopiła się w ciecz w niższej temperaturze niż zwykle. Najłatwiej to zrobić, posypując kostki lodu solą (chlorkiem sodu). Czyste kostki lodu zawierają tylko lód i wodę, o których mówi się, że są w dynamicznej równowadze ze sobą. Równowagę między zamarzaniem a topieniem można utrzymać w temperaturze krzepnięcia 0 stopni Celsjusza (32 stopnie F), chyba że warunki zmienią się w sposób, który faworyzuje jeden z procesów w stosunku do drugiego. Dodanie soli zmienia warunki, ponieważ cząsteczki soli rozpuszczają się w wodzie, ale nie pakują się łatwo w skupisko cząsteczek w ciele stałym. Po stronie cieczy jest mniej cząsteczek wody, ponieważ część wody została zastąpiona solą, więc spada szybkość zamrażania.