Почему кубики льда склеиваются друг с другом, попадая в воду, хотя до этого они были разделены?

Минутка размышлений о молекулах, взаимодействующих друг с другом в ледяной воде.

Лед

В жидкости взаимодействия становятся слабее и молекулы воды свободно перемещаются вокруг, взаимодействуя с другими молекулами воды при движении. В замороженном состоянии (лед) молекулы воды удерживаются на месте.

Когда лед тает, молекулы «освобождаются» от твердого тела и взаимодействуют с жидкостью. Существует равновесие – некоторые молекулы воды из льда обретают достаточную энергию и покидают твердое вещество, чтобы присоединиться к жидкости, в то время как другие молекулы покидают жидкость и присоединяются к твердому льду, становясь “замороженными” на месте.

Когда вы посмотрите ближе на кубики льда в воде, обратите внимание на то, что только молекулы, находящиеся на поверхности льда могут присоединиться к жидкости. Молекулы, пойманные глубоко внутри твердого тела, сначала не будут таять, потому что они буквально находятся в ловушке. Им требуется дополнительная энергия (то есть температура) для таяния, которая будет проведена из внешних слоев вещества, что означает, что первым будет таять именно внешний слой кубика льда.

Чтобы ответить на поставленный вопрос: молекулы воды на поверхности льда не “равны” – углы кубиков тают гораздо быстрее, чем поверхности, так как они имеют большую площадь поверхности по отношению к объему и, следовательно, прогреваются быстрее. Это означает, что лед имеет тенденцию принимать форму с минимальной площадью поверхности (сферу), так как это именно та форма, которая тает медленнее (ибо на сфере отсутствуют уже растаявшие углы).

При наличии нескольких кубиков льда части, которые касаются друг друга, соединяются вместе, тем самым сводя к минимуму площадь поверхности, так как именно это позволяет льду таять медленнее.

Читайте также: