關鍵概念
水
冰
化學
溶液
物質狀態
引言
你是否有時會在炎熱的夏日將冰塊倒入飲料中以幫助降溫？你有沒有觀察過冰塊融化，並想知道如何使它們融化得更慢——甚至更快？在這個科學活動中，你將嘗試一些不同的常見家用物質，以嘗試回答這個問題：什麼能幫助固體冰塊最快地變成液體水坑？
背景
溫度不是影響液體凍結和融化的唯一因素。如果你曾經用手搖機器以傳統方式製作自制冰淇淋，你可能知道你需要冰和鹽來冷凍奶油混合物。同樣，如果你住在寒冷的氣候中，你可能見過在降雪後在街道上撒鹽和沙子的卡車，以防止道路上結冰。在這兩種情況下，鹽都在降低水的凝固點，這意味著水需要更冷才能從液體變成冰。對於冰淇淋機，冰鹽混合物的溫度可以比僅使用普通冰時低得多，這使得冷凍冰淇淋混合物成為可能。對於撒在街道上的鹽，降低凝固點意味著即使室外溫度低於水的凝固點，冰也可以融化。這兩個事件都證明了“凝固點降低”。
鹽與水混合是化學溶液的一個例子。在溶液中，有一種溶質（本例中為鹽）溶解在溶劑（本例中為水）中。當其他物質與水混合時，它們也可能降低其凝固點。在這個科學活動中，你將研究鹽、沙子和糖如何影響水的凝固點。
材料
四個冰塊（它們應該大小和形狀相同。）
四個飲水杯（它們應該完全相同。）
食鹽
糖
沙子
四分之一茶匙量匙
準備
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如果您沒有準備好的冰塊，請準備（或購買）一些冰塊。它們應該大小和形狀相同。
步驟
在每個飲水杯中放入一個冰塊。確保冰塊在每個杯子中的方向相同。（提示：如果您使用的是冰盤中的冰塊，將冰盤在室溫下放置約五分鐘有助於冰塊更容易從冰盤杯中取出，而不會碎成碎片。）
小心地將四分之一茶匙（tsp.）的鹽撒在一個飲水杯中的冰塊上。然後在另一個杯子中的冰塊上撒上四分之一茶匙的糖，在第三個杯子中的冰塊上撒上四分之一茶匙的沙子。不要在第四個杯子中的冰塊上撒任何東西。（它將作為你的對照。）你認為鹽、糖和沙子會如何影響冰塊的融化速度？
將飲水杯放在室內某個地方，避開陽光直射。
隨著時間的推移觀察冰塊，每五到十分鐘檢查一次。大約 30 分鐘後，哪個冰塊融化得最多？哪個是第一個完全融化的？哪個是最後一個？
總的來說，你認為新增鹽、糖或沙子如何影響冰的融化速度？你能解釋一下這可能是為什麼嗎？
額外內容：你可以在不同的溫度下嘗試這個活動，例如在冰箱裡或在炎熱的戶外。當暴露在更熱或更冷的環境中時，在冰塊中新增鹽、糖或沙子如何影響它們的融化速度？
額外內容：在這個活動中，你使用了四分之一茶匙的每種物質，但你可以嘗試新增更多或更少。融化速度是否取決於新增物質的量？
額外內容：確定一些其他物質以在冰塊上測試。其他物質是否會幫助冰塊更快融化，還是最終融化得更慢？
[分隔符]
觀察和結果
撒上食鹽的冰塊融化得最快嗎？
在這個活動中，你嘗試在冰中新增鹽、糖或沙子，以檢視該物質是否會幫助冰融化。換句話說，你想測試這些物質是否可以證明凝固點降低，或者冰的凝固點降低，使其在比正常溫度更低的溫度下融化成液體。你應該看到撒上鹽的冰塊比任何其他冰塊融化得都快。這是因為凝固點降低的程度取決於溶解分子的數量，而不是它們的化學性質。（這是所謂的“依數性質”的一個例子。）在相同的體積中，鹽分子比糖或沙子分子更多，因為構成鹽的化學成分比糖或沙子小得多。
清理
務必不要將沙子倒入水槽排水管或垃圾處理器中！相反，將潮溼的沙子扔到室外或垃圾桶中。
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此活動由科學夥伴合作推出