conceptos clave
química
temperatura
sólido
líquido
punto de congelación
Introducción
¿alguna vez se ha preguntado por qué los cubitos de hielo en su bebida fría se vuelven gradualmente más pequeños o por qué su superficie se vuelve más suave a medida que se derriten? ¿El hielo siempre se derrite así?
en esta actividad usarás globos de agua para crear bolas de hielo gigantes y observar cómo se derriten. ¿Puedes predecir el efecto que un poco de sal tendrá en tu bola de hielo gigante?,
Background
toda la materia se compone de partículas diminutas, y la temperatura es una medida de cuánto se mueven estas partículas diminutas. Incluso las partículas en un sólido como el hielo se mueven, vibran. Pero debido a que son fríos, no se menean mucho y pueden sostenerse unos a otros. En el caso del agua, las partículas se disponen en una celosía regular.
Cuando el hielo está rodeado por aire o líquido, a temperatura ambiente absorbe el calor de su entorno. Como resultado, las pequeñas partículas en el hielo comienzan a vibrar más., Los que están en el borde podrían soltarse y fluir libremente sobre y a lo largo uno del otro y del hielo. En esta etapa el agua y el hielo coexisten. Este es un proceso activo: algunas partículas se desprenden mientras que otras se adhieren al sólido. Debido a que los alrededores están a una temperatura más alta, más desprenderse que vuelva así que podemos ver que el hielo se derrita. Para el agua pura esta coexistencia de agua y hielo ocurre a 32 grados Fahrenheit (0 grados Celsius). Cuando los alrededores son más fríos, el calor fluirá a los alrededores, enfriando las partículas de agua., Como resultado, más partículas se adhieren a la red, y vemos crecer el hielo.
Cuando la sal de mesa (cloruro de sodio) se disuelve en agua, sus átomos de sodio y cloruro se agregan a las partículas de agua. Esto hace más difícil que las partículas de agua se organicen en una red regular y se solidifiquen en hielo. Es por eso que necesita enfriar el agua salada muy por debajo de 32 grados F antes de que se convierta en hielo.
Cuando el hielo puro está rodeado por una solución de agua salada a temperatura ambiente, las partículas en el borde del hielo absorberán calor, se soltarán y fluirán libremente., Al mismo tiempo, algunas partículas de agua podrían tratar de volver a unirse. ¿Estarán las partículas de sodio y cloro en el camino, haciendo más difícil que las partículas de agua se vuelvan a unir al hielo y haciendo que el hielo se derrita más rápido? Haga esta actividad para averiguarlo!,eezer
Preparación
- El día antes de hacer la actividad de llenar un globo con agua, atarlo con un nudo y congelar durante la noche., Congele al menos dos globos por cada persona que realice la actividad.
- justo antes de comenzar la actividad llene una taza con agua y agregue colorante para alimentos.
- elija un área que pueda mojarse para realizar la actividad.
procedimiento
- ponga mitones de horno y recupere los dos globos de agua congelada del congelador.
- retire la piel del globo para que quede con dos bolas de hielo. (Algunas bolas de hielo pueden estar en forma de pera en lugar de una bola, eso está bien.,)
- coloque cada bola de hielo en un plato pequeño y colóquelas una al lado de la otra. ¿Qué crees que pasará si espolvoreas sal en la bola de hielo?
- espolvorear alrededor de una octava cucharadita de sal en la parte superior de cada bola de hielo, añadir unas gotas de agua de color para humedecer la sal y observar.
- espere unos minutos. ¿Qué pasa? Es lo que predijo?
- Goteo más agua de color sobre la parte superior de la bola de hielo a la izquierda. Deja al otro sin tocar., ¿Crees que una bola se derretirá más rápido que la otra? Si es así, ¿cuál y por qué?
- Observe, y gotee agua intermitentemente sobre la bola izquierda, dejando la otra intacta. Utilice su gotero, baster o jeringa para aspirar el agua recogida en la placa y gotear de nuevo sobre la bola de hielo izquierda. Es posible que deba desechar el agua del plato cuando parezca que se puede desbordar. ¿Una bola se derrite más rápido que la otra? ¿Por qué crees que es así?,
- de vez en cuando espolvorear más sal en la parte superior de ambas bolas de hielo, seguido de unas gotas de agua de color para mojar la sal. ¿Qué pasa cuando añades más sal?
- ¿puedes ver patrones que aparecen en el ice? Si es así, ¿los patrones en las dos bolas de hielo son similares? ¿Puede explicar lo que observa?
- Extra: diviértete agregando colorante de alimentos, sal y agua. ¿Puedes hacer hermosos patrones?
- Extra: sostenga una linterna detrás de sus bolas de hielo que se derriten y vea cómo se iluminan los patrones.,
- Extra: Explore otros escenarios, como rociar sal sin agregar unas pocas gotas de agua o gotear agua salada sobre las bolas de hielo. ¿Estos cambios afectan el hielo de manera diferente? ¿Por qué crees que este sería el caso?
observaciones y resultados
¿has visto cómo el hielo se derrite más rápido cuando está en contacto con la sal húmeda? ¿Aparecieron arroyos de agua derretida en la bola de hielo izquierda, y cavernas profundas perforaron el hielo en la otra bola?
Cuando el hielo se derrite, el agua y el hielo coexisten., Debido a que las partículas de sal dificultan que las partículas de agua se congelen de nuevo en el hielo, el hielo que está en contacto con la sal disuelta se derrite más rápido. Cuando el agua salada fluye sobre la superficie, derrite el hielo en su camino, creando canales, como ríos, sobre la superficie de la bola de hielo. Cuando el agua salada está atrapada en un lugar, como en el caso de la bola de hielo a la derecha, erosiona un camino hacia el hielo, creando crestas o picos afilados. El colorante de los alimentos hace que estos patrones sean más visibles.,
Cuando la sal se espolvorea sobre el hielo sin agregar agua, la sal se disolverá en agua de deshielo y tendrá el mismo efecto: solo se necesita un poco más de tiempo para ver los resultados.,
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