Sulavatko jääkuutiot nopeammin vedessä vai ilmassa?

Jos otit aikaa katsoaksesi jääkuutioiden sulamista, voi olla vaikea sanoa sulavatko ne nopeammin vedessä vai ilmassa, jos vesi ja ilma ovat samalla lämpötila, jää sulaa nopeammin yhdessä kuin toisessa.

Olettaen, että ilma ja vesi ovat molemmat saman lämpötilan, jää yleensä sulaa vedessä nopeammin. Tämä johtuu siitä, että vedessä olevat molekyylit ovat tiiviimmin pakattuja kuin ilmassa olevat molekyylit, mikä sallii enemmän kosketusta jään kanssa ja nopeamman lämmönsiirron. Aktiivinen pinta-ala on lisääntynyt, kun jää on nesteessä, kun taas sitä ympäröi kaasu. Veden lämpökapasiteetti on suurempi kuin ilman, mikä tarkoittaa myös näiden kahden materiaalin eri kemiallisia koostumuksia.

Jään sulaminen on monimutkainen monista asioista. Aluksi jään pinta-ala sulaa ilmassa ja jäässä sulaa vedessä on sama, mutta kun jää sulaa ilmassa, muodostuu ohut vesikerros. Tämä kerros imee osan lämmöstä ilmasta ja sillä on lievä eristävä vaikutus jäljellä olevaan jäähän.

Kun sulatat jääkuution kuppiin vettä, se altistuu sekä ilmalle että vedelle. Jääveden osa vedessä sulaa nopeammin kuin ilmassa oleva jää, mutta kun jääpala sulaa, se uppoaa alaspäin. Jos tukisit jäätä estämään sen vajoamista, voisit nähdä, että vedessä oleva jääosa sulaisi nopeammin kuin ilmassa oleva osa.

Myös muut tekijät voivat tulla peliin: Jos ilma puhaltaa jääkuution poikki, lisääntynyt kierto voi antaa jään sulaa nopeammin ilmassa kuin vedessä. Jos ilma ja vesi ovat eri lämpötiloja, jää voi sulaa nopeammin väliaineessa, jonka lämpötila on korkeampi.

Paras tapa vastata tieteelliseen kysymykseen on suorittaa oma kokeilu, joka voi antaa yllättäviä tuloksia. Esimerkiksi, kuuma vesi voi joskus jäätyä nopeammin kuin kylmä vesi. Suorita oma jään sulamiskoe suorittamalla nämä vaiheet:

1. Jäädyttää kaksi jääkuutiota. Varmista, että kuutiot ovat samankokoisia ja -muotoisia ja valmistettu samasta vesilähteestä. Veden koko, muoto ja puhtaus vaikuttavat siihen, kuinka nopeasti jää sulaa, joten et halua monimutkaista kokeilua näillä muuttujilla.
2. Täytä astia vettä ja anna sille aikaa lämmetä huoneenlämpöiseksi. Luuletko astian koon (vesimäärän) vaikuttavan kokeiluusi?
3. Aseta yksi jääkuutio veteen ja toinen huoneenlämpöiselle pinnalle. Katso mikä jääkuutio sulaa ensin.

Pinta, jolle asetat jääpalan, vaikuttaa myös tuloksiin. Jos olisit mikropainossa - kuten avaruusasemalla - saatat saada parempia tietoja, koska jääkuutio kelluisi ilmassa.