Ce face să se topească un cub de gheață?

Conţinut

• Structura chimică a gheții
• Diferența dintre apă și gheață
• Topire
• Alti factori

Gheața este forma solidă pe care o ia apa lichidă atunci când este răcită sub 0 grade Celsius (32 de grade Fahrenheit). Gheața se topește datorită proprietăților chimice ale apei. Există mai multe legături de hidrogen între moleculele de gheață decât în ​​apă. Gheața începe să se topească atunci când temperatura ei depășește 0 grade Celsius și legăturile de hidrogen între moleculele de apă se rup.

Structura chimică a gheții

O moleculă de gheață sau apă este formată din doi atomi de hidrogen legați covalent la un atom de oxigen. Atomii împart electroni, determinând atomul de oxigen să poarte o sarcină electrică ușor negativă, în timp ce atomii de hidrogen sunt ușor pozitivi, rezultând o moleculă polară. Din cauza acestei polarități, moleculele de apă sunt atrase unele de altele și formează legături de hidrogen între molecule.

Diferența dintre apă și gheață

Legăturile de hidrogen dintre atomii de hidrogen și oxigen sunt mai slabe decât legăturile covalente și controlează proprietățile fizice ale apei și gheții. Moleculele de apă sunt legate cu hidrogen mai puternic unele de altele în gheață decât în ​​apa lichidă, deși în gheață moleculele sunt mult mai separate, ceea ce face ca gheața să fie mai puțin densă decât apa.

Topire

Fotolia.com "> ••• imaginea cubului de gheață de către sheldon gardner de la Fotolia.com

Gheața se topește atunci când energia termică determină mișcarea mai rapidă a moleculelor, rupând legăturile de hidrogen dintre molecule pentru a forma apă lichidă. În procesul de topire, moleculele de apă absorb efectiv energia. Acesta este motivul pentru care un cub de gheață se topește mai repede la exterior și își păstrează răceala și soliditatea mai mult în centru: topirea este un proces de răcire. Pe măsură ce se introduce mai multă căldură, gheața va continua să se topească, iar dacă temperatura depășește punctul de fierbere, la aproximativ 100 de grade Celsius (212 grade Fahrenheit), mai multe legături de hidrogen între moleculele de apă se vor rupe complet, creând vapori de apă.

Alti factori

Adăugarea de substanțe străine, cum ar fi particulele de sare sau substanțe chimice, topește gheața mai repede, deoarece supără echilibrul proceselor de topire și îngheț. Cu cât sunt mai multe particule străine pe suprafața sa, cu atât mai puține molecule de apă pot captura gheața, încetinind procesul de îngheț. Sarea este folosită pentru topirea gheții pe trotuare și pe șosele, deoarece este ieftină și accesibilă, nu pentru că este mai eficientă decât alte substanțe.