核心概念
化学
温度
固态
液态
冰点
简介
你有没有想过为什么冷饮中的冰块会逐渐变小，或者为什么它们的表面在融化时会变得更光滑？冰总是以这种方式融化吗？
在这个活动中，你将使用水球来制作巨型冰球，并观察它们如何融化。你能预测一下加一点盐对你的巨型冰球有什么影响吗？
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背景
所有物质都由微小的粒子组成，温度是衡量这些微小粒子运动多少的指标。即使是像冰这样的固体中的粒子也会移动——它们会振动。但是由于它们很冷，它们不会大幅度摆动，并且可以相互抓住。在水的情况下，粒子以规则的晶格排列。
当冰被空气或液体包围时，在室温下它会从周围环境中吸收热量。结果，冰中微小的粒子开始振动得更厉害。边缘处的粒子可能会松开，并在彼此之上和旁边自由流动和滑过冰面。在这个阶段，水和冰共存。这是一个活跃的过程——一些粒子松开，而另一些粒子附着在固体上。由于周围环境的温度较高，松开的粒子比重新附着的粒子多，所以我们看到冰融化了。对于纯水，水和冰的这种共存发生在华氏 32 度（摄氏 0 度）。当周围环境较冷时，热量会流向周围环境，从而冷却水分子。结果，更多的粒子附着到晶格上，我们看到冰在生长。
当食盐（氯化钠）溶解在水中时，其钠原子和氯原子会添加到水分子中。这些使得水分子更难排列成规则的晶格并凝固成冰。这就是为什么你需要将盐水冷却到远低于华氏 32 度才能使其结冰的原因。
当纯冰被室温下的盐水溶液包围时，冰边缘的粒子会吸收热量，松开并自由流动。同时，一些水分子可能会试图重新附着。钠和氯粒子会挡路吗，使得水分子更难重新附着到冰上，从而导致冰融化得更快？做这个活动来找出答案！
材料
至少两个水球
水
冰箱
烤箱手套
小盘子
杯子
食盐
滴管、吸管或注射器
食用色素，最好是液体
可以弄湿的工作区
擦拭工作区的毛巾
准备工作
在您计划进行活动的前一天，用水填充一个气球，打结并冷冻过夜。为每个参与活动的人冷冻至少两个气球。
在您计划开始活动之前，用水填充一个杯子并添加食用色素。
选择一个可以弄湿的区域进行活动。
步骤
戴上烤箱手套，从冰箱中取出两个冷冻的水球。
剥掉气球皮，留下两个冰球。（有些冰球可能是梨形而不是球形，这没关系。）
将每个冰球放在一个小盘子上，并将它们彼此相邻放置。你认为如果将盐撒在冰球上会发生什么？
在每个冰球的顶部撒上大约八分之一茶匙的盐，添加几滴彩色水以湿润盐，然后观察。
等待几分钟。发生了什么？这与你预测的一样吗？
将更多的彩色水滴在左侧的冰球上。不要动另一个。你认为一个球会比另一个球融化得更快吗？如果是，是哪个球，为什么？
观察，并间歇性地将水滴在左侧的球上，而不要动另一个。使用滴管、吸管或注射器吸起盘子中收集的水，然后将其滴回左侧的冰球上。当盘子看起来快要溢出时，您可能需要丢弃盘子中的水。一个球是否比另一个球融化得更快？你认为为什么会这样？
偶尔在两个冰球的顶部撒上更多的盐，然后滴上几滴彩色水以润湿盐。当你添加更多盐时会发生什么？
你能看到冰中出现图案吗？如果是，两个冰球上的图案相似吗？你能解释你观察到的现象吗？
额外：尽情添加食用色素、盐和水。你能做出美丽的图案吗？
额外：将手电筒放在融化的冰球后面，看看图案如何被照亮。
额外：探索其他场景，例如撒盐而不添加几滴水或将盐水滴在冰球上。这些变化对冰的影响不同吗？你认为为什么会这样？
观察和结果
你是否看到冰在与湿盐接触的地方融化得更快？左侧的冰球上是否出现融化的水流，而另一个球上是否出现穿透冰的深洞？
当冰融化时，水和冰共存。由于盐粒子使水分子难以重新冻结到冰上，因此与溶解的盐接触的冰融化得更快。当盐水流过表面时，它会融化途中的冰，在冰球表面形成像河流一样的通道。当盐水被困在一个地方时，例如在右侧的冰球的情况下，它会侵蚀出一条通往冰内的路径，形成尖锐的脊或峰。食用色素使这些图案更加可见。
当将盐撒在冰上而不加水时，盐会溶解在融化的水中，并产生相同的影响——只是需要更长的时间才能看到结果。
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此活动与 科学伙伴合作推出
