NộI Dung
Tốc độ mà một khối băng tan chảy nói chung là một hàm của bao nhiêu năng lượng, hoặc nhiệt, được áp dụng cho khối lập phương. Tuy nhiên, các yếu tố khác ảnh hưởng đến tốc độ băng tan. Khoáng chất trong nước trước khi đóng băng có thể ảnh hưởng đến tốc độ nóng chảy nguyên tử và phân tử. Hai hợp chất cơ bản sẽ ảnh hưởng đến điều này là đường và muối.
Thí nghiệm đóng băng
Một thí nghiệm điển hình để xem làm thế nào đường và muối hoạt động trong một khối băng liên quan đến nước đóng băng có chứa hai thứ này. Tạo các phép đo bằng nhau của muối và đường, thêm các hợp chất vào một số khay làm đá. Đổ cùng một lượng nước trong mỗi ngăn chứa khay và trộn đường hoặc muối tốt nhất có thể. Ngoài ra, hãy chắc chắn rằng bạn có một điều khiển trong thí nghiệm bằng cách có một khay đựng đá viên chỉ có nước trong mỗi túi hình khối. Đặt các khay đá vào tủ đông và đợi cho đến khi tất cả các khay được đông lạnh. Lấy ra từng bộ đá viên (đường, muối và nước bình thường) và bắt đầu tính thời gian tốc độ mà mỗi khối băng tan chảy.
Giải thích hóa học
Theo các học sinh tại Khu học chánh Selah ở bang Washington, các thí nghiệm với đá viên có chứa muối và đường sẽ cho thấy các khối có đường và muối tan nhanh hơn các khối chỉ có nước bình thường. Trên thực tế, những viên đá có chứa đường sẽ tan chảy nhanh hơn những viên đá có muối. Lý do là hấp thụ nhiệt. Muối hoặc đường trong một khối băng hấp thụ năng lượng nhiệt xung quanh nhanh hơn nước đóng băng. Do muối và đường hấp thụ năng lượng nhiệt này rất nhanh, các phân tử nước chuyển động nhanh hơn, dẫn đến tốc độ nóng chảy nhanh hơn. Đây là một phần lý do các thành phố sử dụng muối để làm tan băng: muối sẽ hấp thụ năng lượng nhiệt nhanh hơn và do đó tốc độ tan chảy.
Khối băng trong nước
Một thí nghiệm khác liên quan đến việc lấy đá viên và đặt chúng vào ba cốc nước khác nhau. Một cốc nước nên có nước máy bình thường trong đó. Tuy nhiên, các cốc tiếp theo nên chứa đường và muối tương ứng. Đặt các hình khối vào cả ba cốc và thời gian để chúng tan chảy trong bao lâu. Không giống như thí nghiệm trước, khối băng trong nước bình thường sẽ tan nhanh hơn khối đá trong nước đường hoặc nước muối. Điều này là do nước muối và nước đường đậm đặc hơn nước thường. Mật độ của nước này cản trở khối băng tan chảy hiệu quả do bất kỳ nước nào tan chảy đều ở trên đỉnh. Với nước bình thường, khối lập phương tan chảy và nước giải phóng pha loãng vào chất lỏng xung quanh hiệu quả hơn.
Thí nghiệm chuỗi
Một thí nghiệm phổ biến với các khối băng yêu cầu sử dụng một đoạn dây với muối. Đặt một đầu của chuỗi lên một khối băng và rắc một lượng muối nhỏ. Muối sẽ làm tan lớp trên cùng của khối lập phương, nhưng vì trời vẫn còn tương đối lạnh nên nước hóa lỏng sẽ làm lạnh lại. Kết quả sẽ là khối băng cải cách xung quanh chuỗi, cho phép người đó kéo chuỗi và kéo khối theo. Thật thú vị, đường không hiệu quả bằng, vì đường sẽ làm tan khối băng quá nhanh để băng đóng băng lại.