Mis paneb jääkuubi sulama?

Sisu

• Jää keemiline struktuur
• Erinevus vee ja jää vahel
• Sulamine
• Muud tegurid

Jää on tahke vorm, mille vedela veega jahutatakse temperatuuril alla 0 kraadi (32 kraadi Fahrenheiti). Jää sulab vee keemiliste omaduste tõttu. Jää molekulide vahel on rohkem vesiniksidemeid kui vees. Jää hakkab sulama, kui selle temperatuur ületab 0 kraadi Celsiuse järgi ja vesimolekulide vahelised vesiniksidemed purunevad.

Jää keemiline struktuur

Jää- või veemolekul koosneb kahest vesinikuaatomist, mis on kovalentselt seotud ühe hapnikuaatomiga. Aatomid jagavad elektrone, põhjustades hapnikuaatomi kergelt negatiivse elektrilaengu, vesinikuaatomite kergelt positiivse tulemuse, moodustades polaarse molekuli. Selle polaarsuse tõttu tõmbuvad veemolekulid üksteise külge ja moodustavad molekulide vahel vesiniksidemeid.

Erinevus vee ja jää vahel

Vesiniku sidemed vesiniku ja hapniku aatomite vahel on nõrgemad kui kovalentsed sidemed ja need kontrollivad vee ja jää füüsikalisi omadusi. Veemolekulid on jääga vesiniku kaudu tugevamalt seotud kui vedelas vees, ehkki jääs on need molekulid laiemalt eraldatud, põhjustades jääst vee tiheduse vähem.

Sulamine

Fotolia.com "> ••• jääkuubiku pilt, mille autor on sheolia Gardner fotolia.com-st

Jää sulab, kui soojusenergia põhjustab molekulide kiiremat liikumist, purustades vesiniksidemed molekulide vahel, moodustades vedela vee. Sulamisprotsessis neelavad veemolekulid tegelikult energiat. Seetõttu sulab jääkuubik väljast kiiremini ja hoiab keset kauem külmus ja tahke: sulamine on jahutav protsess. Kui soojust lisandub, jätkub jää sulamist ja kui temperatuur ületab keemistemperatuuri, umbes 100 kraadi (212 kraadi Fahrenheiti järgi), puruneb veemolekulide vahel rohkem vesiniksidemeid, tekitades veeauru.

Muud tegurid

Võõrkehade, näiteks soola või kemikaalide osakeste lisamine sulatab jää kiiremini, kuna need häirivad sulamis- ja külmumisprotsesside tasakaalu. Mida rohkem võõrkehi on selle pinnal, seda vähem veemolekule jää suudab hõivata, aeglustades külmumisprotsessi. Soola kasutatakse jää sulatamiseks kõnniteedel ja teedel, kuna see on odav ja juurdepääsetav, mitte seetõttu, et see on teistest ainetest tõhusam.