Ha időt vett volna igénybe a jégkockák megolvadásával, nehéz lehet megmondani, hogy gyorsabban megolvadnak-e vízben vagy levegőben, ha a víz és a levegő ugyanakkora hőfok, a jég az egyikben gyorsabban megolvad, mint a másikban.
Miért olvad a jég különböző levegőben és vízben?
Feltéve, hogy a levegő és a víz hőmérséklete megegyezik, a jég általában gyorsabban elolvad a vízben. Ennek oka az, hogy a vízben levő molekulák szorosabban vannak csomagolva, mint a levegőben levő molekulák, lehetővé téve több kapcsolatot a jéggel és nagyobb hőátadást. Növekszik az aktív felület, amikor a jég folyadékban van, szemben a gáz által körülvett folyadékkal. A víz hőkapacitása nagyobb, mint a levegőnél, ami azt is jelenti, hogy a két anyag különböző kémiai összetétele is fontos.
Bonyolító tényezők
A jég olvadását számos dolog bonyolítja. Kezdetben a jég felületének olvadása a levegőben és a jégben vízben olvad ugyanaz, de amint a jég megolvad a levegőben, vékony vízréteg keletkezik. Ez a réteg elnyeli a hő részét a levegőből, és enyhén szigetelő hatást gyakorol a fennmaradó jégre.
Amikor egy jégkocka elolvad egy csésze vizet, ki van téve a levegőnek és a víznek is. A jégkocka része a vízben gyorsabban elolvad, mint a levegő jégkockája, de amint a jégkocka megolvad, tovább süllyed. Ha támogatta volna a jéget, hogy megakadályozzon annak süllyedését, láthatja, hogy a jégnek a része a vízben gyorsabban megolvad, mint a levegőben lévő.
Más tényezők is szerepet játszhatnak: Ha a levegő fúj a jégkocka felett, a megnövekedett keringés lehetővé teszi, hogy a jég a levegőben gyorsabban olvadjon, mint a víz. Ha a levegő és a víz hőmérséklete eltér, a jég gyorsabban megolvadhat a magasabb hőmérsékletű közegben.
Jégolvadási kísérlet
A tudományos kérdés megválaszolásának legjobb módja a saját kísérlet elvégzése, amely meglepő eredményeket hozhat. Például, a forró víz időnként gyorsabban fagyhat le, mint a hideg víz. Saját jégolvadási kísérlet végrehajtásához hajtsa végre az alábbi lépéseket:
- Fagyasztjon be két jégkockát. Győződjön meg arról, hogy a kockák azonos méretű és alakúak, és ugyanabból a vízforrásból készülnek. A víz mérete, alakja és tisztasága befolyásolja a jég gyors megolvadását, ezért nem akarja bonyolítani a kísérletet ezekkel a változókkal.
- Töltsön meg egy tartály vizet, és adjon neki időt a szobahőmérséklet elérésére. Gondolod, hogy a tartály mérete (vízmennyiség) befolyásolja a kísérletet?
- Helyezzen az egyik jégkocka a vízbe, a másik szobahőmérsékleti felületre. Nézze meg, melyik jégkocka elolvad előbb.
A felület, amelyre a jégkocka fel van helyezve, szintén befolyásolja az eredményeket. Ha mikrogravitációban lenne - például egy űrállomáson -, akkor jobb adatot szerezhet, mert a jégkocka lebegne a levegőben.