Как соль снижает температуру замерзания воды?

Когда наступает зимний сезон, вы, возможно, наблюдали, как дорожный департамент посыпает дорогу солью, чтобы растопить лед.

И лучший простой пример, когда вы будете наблюдать такие условия, - это наши дома. Когда мы готовим мороженое дома, мы используем соль в качестве одного из ингредиентов для снижения температуры.

В описанных выше сценариях мы используем соль.

Но знаете ли вы причину этого?

Зачем мы это делаем?

Почему соль снижает температуру замерзания воды?

Как соль снижает температуру замерзания воды?

Когда вы делаете мороженое, температура вокруг смеси для мороженого должна быть ниже 32 F, если вы хотите, чтобы смесь замерзла. Соль, смешанная со льдом, создает рассол с температурой ниже 32 F. Когда вы добавляете соль в воду со льдом, вы снижаете температуру таяния льда до 0 F или около того. Рассол настолько холодный, что легко замораживает смесь для мороженого.

Но как насчет таких мест, как Антарктида, Гренландия и Канада, пресная вода в воздухе замерзает, превращается в снег и падает на землю без остатка. сезон таяния, чтобы избавиться от него. Со временем этот снег накапливается и уплотняется в ледник.

Типичная температура замерзания пресной воды составляет 0° по Цельсию [32° по Фаренгейту]. Как правило, молекулы воды состоят из молекул водорода и воды, и они связаны друг с другом в кристаллическую структуру льда. В конце концов, молекулы движутся так медленно, что больше не могут избежать межмолекулярного притяжения между молекулами воды. В результате действия этих сил образуется решетка из молекул воды, и вода превращается в лед.

Во время этого фазового перехода молекулы воды входят в твердое тело и выходят из него с одинаковой скоростью. Соль нарушает это равновесие просто своим присутствием. С добавлением соли на границе между жидкостью и твердым телом присутствует меньше молекул воды. Другими словами, частицы соли блокируют повторное попадание молекул воды в твердую фазу, поэтому больше молекул воды уходит и меньше входит в твердую фазу.

Когда температура еще ниже, молекулы воды покидают твердая фаза замедлится еще больше, и скорость в конечном итоге сравняется со скоростью, с которой молекулы воды могут найти твердое вещество в присутствии соли. Когда скорость, с которой вода покидает твердое тело, уравновешивается скоростью, с которой молекулы воды входят в нее, устанавливается новая (более низкая) точка замерзания.

Соленость морской воды в мировом океане в среднем составляет около 3,5. процентов (35 г/л, или 0,600 М). Другими словами, в каждом килограмме морской воды содержится примерно 35 граммов (1,2 унции) растворенных солей, в основном натрия (Na ⁺ ). ) и хлорид (Cl ^- ) присутствуют ионы. Из-за этих солей морская вода более плотная, чем пресная и чистая вода. Таким образом, точка замерзания морской воды снижается по мере увеличения концентрации соли.

Хотя соленость морской воды различна, температура замерзания морской воды снижается примерно до -1,8°C или 28,8°F. Так что океанская вода замерзнет.

Еще один фактор, влияющий на замерзание океанской воды, — океанское течение. Океанское течение можно описать как объединение тепловой конвекции, создающее крупномасштабные потоки океанской воды. Это постоянное движение океанской воды помогает удерживать молекулы воды от замерзания до стационарного состояния кристаллов льда. В результате только очень холодные районы, такие как Северный полюс или Южный полюс, обычно становятся достаточно холодными, чтобы вода в океане замерзла.

Что еще более важно, океанские течения постоянно перекачивают теплую воду из экваториальной зоны. регионов в более холодные районы океана.

© WOC Article
Связаться с автором можно по почте:[email protected]