Zmrznú kocky rýchlejšie vo vode alebo vzduchu?

Ak ste si našli čas na roztopenie ľadových kociek, mohlo by byť ťažké zistiť, či sa topia rýchlejšie vo vode alebo vzduchu, ak sú voda a vzduch rovnaké. teplota, ľad sa topí rýchlejšie v jednom ako v druhom.

Za predpokladu, že vzduch a voda majú rovnakú teplotu, sa ľad zvyčajne topí rýchlejšie vo vode. Dôvodom je, že molekuly vo vode sú pevnejšie balené ako molekuly vo vzduchu, čo umožňuje väčší kontakt s ľadom a vyššiu rýchlosť prenosu tepla. Ak je ľad v tekutine, zvyšuje sa aktívny povrch, keď je obklopený plynom. Voda má vyššiu tepelnú kapacitu ako vzduch, čo znamená, že záleží aj na rôznom chemickom zložení týchto dvoch materiálov.

Tavenie ľadu komplikuje niekoľko vecí. Spočiatku sa povrchová plocha ľadu topila vo vzduchu a ľade topenie vo vode je rovnaká, ale ako sa topí ľad vo vzduchu, vzniká tenká vrstva vody. Táto vrstva absorbuje určité množstvo tepla zo vzduchu a má nepatrný izolačný účinok na zvyšný ľad.

Keď rozpustíte kocku ľadu v šálke vody, je vystavená vzduchu aj vode. Časť kocky ľadu vo vode sa topí rýchlejšie ako ľad vo vzduchu, ale ako sa kocka ľadu topí, klesá ďalej. Ak ste ľad podporili, aby sa zabránilo jeho potopeniu, mohli by ste vidieť, že sa časť ľadu vo vode topí rýchlejšie ako tá časť vo vzduchu.

Môžu sa tiež vyskytnúť ďalšie faktory: Ak vzduch fúka cez kocku ľadu, zvýšená cirkulácia môže umožniť, aby sa ľad topil vo vzduchu rýchlejšie ako vo vode. Ak sú teplota vzduchu a vody rôzne, môže sa ľad rýchlejšie topiť v médiu s vyššou teplotou.

Najlepším spôsobom, ako odpovedať na vedeckú otázku, je vykonanie vlastného experimentu, ktorý môže priniesť prekvapivé výsledky. Napríklad, horúca voda môže niekedy zamrznúť rýchlejšie ako studená voda. Ak chcete vykonať vlastný experiment topenia ľadu, postupujte takto:

1. Zmrazte dve kocky ľadu. Zaistite, aby kocky mali rovnakú veľkosť a tvar a boli vyrobené z rovnakého zdroja vody. Veľkosť, tvar a čistota vody ovplyvňujú rýchlosť topenia ľadu, takže experiment s týmito premennými nechcete komplikovať.
2. Naplňte nádobu s vodou a dajte jej čas na dosiahnutie izbovej teploty. Myslíte si, že veľkosť nádoby (objem vody) ovplyvní váš experiment?
3. Vložte jednu kocku ľadu do vody a druhú na povrch s teplotou miestnosti. Zistite, ktorá kocka ľadu sa topí ako prvá.

Výsledky ovplyvnia aj povrch, na ktorý umiestnite kocku ľadu. Keby ste boli v mikrogravitácii - napríklad na vesmírnej stanici - mohli by ste získať lepšie údaje, pretože kocka ľadu by sa vznášala vo vzduchu.