Điều gì làm cho một khối băng tan chảy?

NộI Dung

• Cấu trúc hóa học của nước đá
• Sự khác biệt giữa nước và băng
• Nóng chảy
• Các yếu tố khác

Nước đá là dạng rắn mà nước lỏng lấy khi được làm lạnh dưới 0 độ C (32 độ F). Băng tan do tính chất hóa học của nước. Có nhiều liên kết hydro giữa các phân tử băng hơn trong nước. Băng bắt đầu tan chảy khi nhiệt độ của nó vượt quá 0 độ C và liên kết hydro giữa các phân tử nước bị phá vỡ.

Cấu trúc hóa học của nước đá

Một phân tử nước đá hoặc nước bao gồm hai nguyên tử hydro liên kết cộng hóa trị với một nguyên tử oxy. Các nguyên tử chia sẻ các electron, khiến nguyên tử oxy mang điện tích âm một chút, trong khi các nguyên tử hydro hơi dương, dẫn đến một phân tử phân cực. Do tính phân cực này, các phân tử nước bị hút vào nhau và tạo thành liên kết hydro giữa các phân tử.

Sự khác biệt giữa nước và băng

Liên kết hydro giữa các nguyên tử hydro và oxy yếu hơn liên kết cộng hóa trị và chúng kiểm soát các tính chất vật lý của nước và băng. Các phân tử nước là hydro liên kết với nhau mạnh hơn trong nước đá so với trong nước lỏng, mặc dù trong nước đá, các phân tử được phân tách rộng rãi hơn, khiến băng có độ đậm đặc thấp hơn nước.

Nóng chảy

Fotolia.com "> ••• hình ảnh khối băng của sheldon làm vườn từ Fotolia.com

Nước đá tan chảy khi năng lượng nhiệt làm cho các phân tử di chuyển nhanh hơn, phá vỡ liên kết hydro giữa các phân tử để tạo thành nước lỏng. Trong quá trình nóng chảy, các phân tử nước thực sự hấp thụ năng lượng. Đây là lý do tại sao một khối băng tan chảy nhanh hơn ở bên ngoài và giữ được độ lạnh và độ rắn của nó lâu hơn ở trung tâm: tan chảy là một quá trình làm mát. Khi có nhiều nhiệt hơn, băng sẽ tiếp tục tan chảy và nếu nhiệt độ vượt quá nhiệt độ sôi, khoảng 100 độ C (212 độ F), nhiều liên kết hydro giữa các phân tử nước sẽ phá vỡ hoàn toàn, tạo ra hơi nước.

Các yếu tố khác

Việc bổ sung các chất lạ, như các hạt muối hoặc hóa chất, làm tan băng nhanh hơn vì chúng làm đảo lộn trạng thái cân bằng của các quá trình nóng chảy và đóng băng. Càng nhiều hạt lạ trên bề mặt của nó, băng càng ít phân tử nước có thể thu giữ, làm chậm quá trình đóng băng. Muối được sử dụng để làm tan băng trên vỉa hè và đường vì nó rẻ và dễ tiếp cận, không phải vì nó hiệu quả hơn các chất khác.