Εάν αφιερώσατε χρόνο για να βλέπετε τα παγάκια να λιώνουν, ίσως είναι δύσκολο να διαπιστώσετε αν έχουν λιώσει ταχύτερα σε νερό ή αέρα, αν όμως το νερό και ο αέρας είναι ταυτόχρονα θερμοκρασία, πάγος λιώνει πιο γρήγορα σε ένα από το άλλο.
Γιατί το πάγο λιώνει σε διαφορετικούς ρυθμούς στον αέρα και το νερό
Αν υποθέσουμε ότι ο αέρας και το νερό είναι τόσο η ίδια θερμοκρασία, ο πάγος συνήθως τήκεται πιο γρήγορα στο νερό. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια στο νερό είναι πιο σφιχτά συσκευασμένα από τα μόρια στον αέρα, επιτρέποντας μεγαλύτερη επαφή με τον πάγο και μεγαλύτερο ρυθμό μεταφοράς θερμότητας. Υπάρχει αυξημένη ενεργός επιφάνεια όταν ο πάγος είναι σε υγρό, σε αντίθεση όταν περιβάλλεται από αέριο. Το νερό έχει υψηλότερη θερμική ισχύ από τον αέρα, πράγμα που σημαίνει ότι οι διαφορετικές χημικές συνθέσεις των δύο υλικών έχουν επίσης σημασία.
Συμπληρωματικοί παράγοντες
Η τήξη του πάγου περιπλέκεται από πολλά πράγματα. Αρχικά, η επιφάνεια του πάγου που τήκεται στον αέρα και στον πάγο
τήξη στο νερό είναι το ίδιο, αλλά καθώς ο πάγος λιώνει στον αέρα, προκύπτει ένα λεπτό στρώμα νερού. Αυτό το στρώμα απορροφά μέρος της θερμότητας από τον αέρα και έχει ελαφρά μονωτική επίδραση στον υπόλοιπο πάγο.Όταν λιώνετε ένα κύβο πάγου σε ένα φλιτζάνι νερό, εκτίθεται σε αέρα και νερό. Το μέρος του πάγου στο νερό λιώνει γρηγορότερα από τον πάγο στον αέρα, αλλά καθώς το παγάκι λιώνει, βυθίζεται πιο κάτω. Εάν υποστηρίζατε τον πάγο για να αποφύγετε να βυθιστείτε, θα μπορούσατε να δείτε ότι το τμήμα του πάγου στο νερό θα λιγόταν πιο γρήγορα από το μέρος στον αέρα.
Άλλοι παράγοντες μπορούν επίσης να διαδραματίσουν: Αν ο αέρας φυσά πέρα από τον κύβο πάγου, η αυξημένη κυκλοφορία μπορεί να επιτρέψει στον πάγο να λιώσει πιο γρήγορα στον αέρα παρά σε νερό. Εάν ο αέρας και το νερό είναι διαφορετικές θερμοκρασίες, ο πάγος μπορεί να λιώσει πιο γρήγορα στο μέσο με την υψηλότερη θερμοκρασία.
Πείραμα τήξης πάγου
Ο καλύτερος τρόπος για να απαντήσετε σε μια επιστημονική ερώτηση είναι να εκτελέσετε το δικό σας πείραμα, το οποίο μπορεί να αποφέρει εκπληκτικά αποτελέσματα. Για παράδειγμα, το ζεστό νερό μπορεί να παγώσει μερικές φορές ταχύτερα από το κρύο νερό. Για να πραγματοποιήσετε το δικό σας πείραμα τήξης πάγου, ακολουθήστε τα εξής βήματα:
- Καταψύξτε δύο κύβους πάγου. Βεβαιωθείτε ότι οι κύβοι έχουν το ίδιο μέγεθος και σχήμα και έχουν κατασκευαστεί από την ίδια πηγή νερού. Το μέγεθος, το σχήμα και η καθαρότητα του νερού επηρεάζουν πόσο γρήγορα λιώνει ο πάγος, επομένως δεν θέλετε να περιπλέξετε το πείραμα με αυτές τις μεταβλητές.
- Γεμίστε ένα δοχείο με νερό και αφήστε το χρόνο να φτάσει σε θερμοκρασία δωματίου. Πιστεύετε ότι το μέγεθος του δοχείου (ο όγκος του νερού) θα επηρεάσει το πείραμά σας;
- Τοποθετήστε ένα παγάκι στο νερό και το άλλο σε θερμοκρασία δωματίου. Δείτε ποιο παγάκι λιώνει πρώτα.
Η επιφάνεια στην οποία τοποθετείτε το παγάκι θα επηρεάσει επίσης τα αποτελέσματα. Αν ήσασταν σε μικροβαρύτητα σε ένα διαστημικό σταθμό - μπορεί να έχετε τη δυνατότητα να πάρετε καλύτερα δεδομένα επειδή ο παγοκύβος θα έπλενε στον αέρα.