核心概念
化學
溫度
固態
液態
冰點
簡介
你有沒有想過為什麼冷飲中的冰塊會逐漸變小，或者為什麼它們的表面在融化時會變得更光滑？冰總是以這種方式融化嗎？
在這個活動中，你將使用水球來製作巨型冰球，並觀察它們如何融化。你能預測一下加一點鹽對你的巨型冰球有什麼影響嗎？
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背景
所有物質都由微小的粒子組成，溫度是衡量這些微小粒子運動多少的指標。即使是像冰這樣的固體中的粒子也會移動——它們會振動。但是由於它們很冷，它們不會大幅度擺動，並且可以相互抓住。在水的情況下，粒子以規則的晶格排列。
當冰被空氣或液體包圍時，在室溫下它會從周圍環境中吸收熱量。結果，冰中微小的粒子開始振動得更厲害。邊緣處的粒子可能會鬆開，並在彼此之上和旁邊自由流動和滑過冰面。在這個階段，水和冰共存。這是一個活躍的過程——一些粒子鬆開，而另一些粒子附著在固體上。由於周圍環境的溫度較高，鬆開的粒子比重新附著的粒子多，所以我們看到冰融化了。對於純水，水和冰的這種共存發生在華氏 32 度（攝氏 0 度）。當週圍環境較冷時，熱量會流向周圍環境，從而冷卻水分子。結果，更多的粒子附著到晶格上，我們看到冰在生長。
當食鹽（氯化鈉）溶解在水中時，其鈉原子和氯原子會新增到水分子中。這些使得水分子更難排列成規則的晶格並凝固成冰。這就是為什麼你需要將鹽水冷卻到遠低於華氏 32 度才能使其結冰的原因。
當純冰被室溫下的鹽水溶液包圍時，冰邊緣的粒子會吸收熱量，鬆開並自由流動。同時，一些水分子可能會試圖重新附著。鈉和氯粒子會擋路嗎，使得水分子更難重新附著到冰上，從而導致冰融化得更快？做這個活動來找出答案！
材料
至少兩個水球
水
冰箱
烤箱手套
小盤子
杯子
食鹽
滴管、吸管或注射器
食用色素，最好是液體
可以弄溼的工作區
擦拭工作區的毛巾
準備工作
在您計劃進行活動的前一天，用水填充一個氣球，打結並冷凍過夜。為每個參與活動的人冷凍至少兩個氣球。
在您計劃開始活動之前，用水填充一個杯子並新增食用色素。
選擇一個可以弄溼的區域進行活動。
步驟
戴上烤箱手套，從冰箱中取出兩個冷凍的水球。
剝掉氣球皮，留下兩個冰球。（有些冰球可能是梨形而不是球形，這沒關係。）
將每個冰球放在一個小盤子上，並將它們彼此相鄰放置。你認為如果將鹽撒在冰球上會發生什麼？
在每個冰球的頂部撒上大約八分之一茶匙的鹽，新增幾滴彩色水以溼潤鹽，然後觀察。
等待幾分鐘。發生了什麼？這與你預測的一樣嗎？
將更多的彩色水滴在左側的冰球上。不要動另一個。你認為一個球會比另一個球融化得更快嗎？如果是，是哪個球，為什麼？
觀察，並間歇性地將水滴在左側的球上，而不要動另一個。使用滴管、吸管或注射器吸起盤子中收集的水，然後將其滴回左側的冰球上。當盤子看起來快要溢位時，您可能需要丟棄盤子中的水。一個球是否比另一個球融化得更快？你認為為什麼會這樣？
偶爾在兩個冰球的頂部撒上更多的鹽，然後滴上幾滴彩色水以潤溼鹽。當你新增更多鹽時會發生什麼？
你能看到冰中出現圖案嗎？如果是，兩個冰球上的圖案相似嗎？你能解釋你觀察到的現象嗎？
額外：盡情新增食用色素、鹽和水。你能做出美麗的圖案嗎？
額外：將手電筒放在融化的冰球后面，看看圖案如何被照亮。
額外：探索其他場景，例如撒鹽而不新增幾滴水或將鹽水滴在冰球上。這些變化對冰的影響不同嗎？你認為為什麼會這樣？
觀察和結果
你是否看到冰在與溼鹽接觸的地方融化得更快？左側的冰球上是否出現融化的水流，而另一個球上是否出現穿透冰的深洞？
當冰融化時，水和冰共存。由於鹽粒子使水分子難以重新凍結到冰上，因此與溶解的鹽接觸的冰融化得更快。當鹽水流過表面時，它會融化途中的冰，在冰球表面形成像河流一樣的通道。當鹽水被困在一個地方時，例如在右側的冰球的情況下，它會侵蝕出一條通往冰內的路徑，形成尖銳的脊或峰。食用色素使這些圖案更加可見。
當將鹽撒在冰上而不加水時，鹽會溶解在融化的水中，併產生相同的影響——只是需要更長的時間才能看到結果。
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此活動與 科學夥伴合作推出
