Το χειμώνα, παγωμένοι δρόμοι και πεζοδρόμια πασπαλίζονται με αλάτι για να απαλλαγούν από παγωμένες συνθήκες και να παρέχουν ασφαλή κίνηση για τους πεζούς και διάφορα οχήματα. Είναι το αλάτι που χρησιμοποιείται για έναν λόγο - έχει μια επιστημονική εξήγηση από την άποψη της φυσικής.
Τι λιώνει;
Η τήξη είναι μια φυσική διαδικασία κατά την οποία μια ουσία περνά από τη μία κατάσταση συσσωμάτωσης στην άλλη, δηλαδή από το κρυσταλλικό στερεό στο υγρό. Για τήξη, πρέπει να πληρούνται ορισμένες προϋποθέσεις. Κάθε ουσία έχει το δικό της σημείο τήξης ή ένα συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας. Σε αυτήν την περίπτωση, ο πάγος ή το χιόνι μετατρέπονται σε νερό με τη συμμετοχή του αλατιού. Σε κανονική κατάσταση και χωρίς εξωτερική επίδραση, η θερμοκρασία τήξης του χιονιού είναι 0 ℃.
Έχει μεγάλη σημασία το γεγονός ότι ένα μείγμα ουσιών λιώνει συνήθως σε χαμηλότερη θερμοκρασία από τις ίδιες ουσίες ξεχωριστά. Για παράδειγμα, μπορείτε να πάρετε μέταλλο υπό όρους Α με σημείο τήξης 500 ℃. Εάν προσθέσετε ένα άλλο μέταλλο για να φτιάξετε κάποιο κράμα, τότε το σημείο τήξης αυτού του κράματος θα είναι ήδη χαμηλότερο - για παράδειγμα, 480 80. Μια παρόμοια κατάσταση συμβαίνει με το χιόνι και το αλάτι.
Ενδιαφέρον γεγονός: το αλάτι με ασυνήθιστο τρόπο επηρεάζει το νερό και στη διαδικασία βρασμού. Το γλυκό νερό βράζει στους 100 ℃, αλλά αν προστεθεί αλάτι και διαλυθεί σε αυτό, το σημείο βρασμού θα αυξηθεί. Ο ακριβής βαθμός εξαρτάται από τη συγκέντρωση του αλατιού στο νερό.Για παράδειγμα, εάν το διάλυμα περιέχει 20% αλάτι, τότε θα βράσει σε θερμοκρασία 105 ℃.
Πώς λιώνει το χιόνι με αλάτι;
Για να κατανοήσουμε αυτήν τη διαδικασία, μπορούμε να δώσουμε ως παράδειγμα ένα απλό πείραμα. Είναι απαραίτητο να μαζέψουμε μισό ποτήρι χιόνι και να βάλουμε μια άλλη χούφτα στο πιάτο, περιμένετε μέχρι να λιώσει το χιόνι στην πλάκα. Εάν βάλετε ένα ποτήρι στο σχηματισμένο νερό και μετρήσετε τη θερμοκρασία μέσα σε αυτό, τότε θα είναι κοντά στους 0 ℃.
Τώρα πρέπει να ρίξετε λίγο αλάτι σε ένα ποτήρι, ανακατέψτε και μετρήστε αμέσως τη θερμοκρασία ξανά. Παραδόξως, το θερμόμετρο θα δείξει περίπου -18 ℃. Μετά από λίγα λεπτά, η θερμοκρασία θα αρχίσει να αυξάνεται, αλλά το κάτω μέρος του γυαλιού θα παγώσει στην πλάκα. Γιατί συμβαίνει;
Όταν προστέθηκε αλάτι στο ποτήρι, το σημείο τήξης του πάγου έπεσε απότομα. Μπορεί να είναι περίπου -21 ℃. Για να λιώσει ο πάγος, απαιτείται μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Λαμβάνεται από το περιβάλλον και το μείγμα. Σε αυτό το παράδειγμα, μια δεξαμενή νερού στη σανίδα πάγωσε γρήγορα. Έτσι, η θερμοκρασία του μίγματος χιονιού και αλατιού μειώνεται.
Αυτό το φαινόμενο χρησιμοποιείται στον πάγο. Όταν ο πάγος πασπαλίζεται με αλάτι, σχηματίζεται ένα ειδικό στρώμα. Το μείγμα χιονιού και αλατιού λιώνει καθώς μειώνεται η θερμοκρασία κατάψυξης αυτού του στρώματος. Σταδιακά, εμφανίζεται μια μεμβράνη διαλύματος νερού-αλατιού, η οποία διαστέλλεται και διαστέλλεται, αυξάνοντας έτσι την περιοχή επαφής μεταξύ πάγου και αλατιού. Αυτή η διαδικασία διαρκεί μέχρι να λιώσει όλος ο πάγος. Η ενέργεια λαμβάνεται από τον περιβάλλοντα αέρα, επομένως είναι πιο κρύο να σταθεί πάνω στον προκύπτον πολτό χιονιού και αλατιού.
Εάν εξετάσουμε αυτήν τη διαδικασία σε πιο περίπλοκο φυσικό επίπεδο, τότε ο πάγος καλύπτεται με ένα λεπτό στρώμα σχεδόν υγρού νερού. Σχηματίζεται λόγω πολύ γρήγορων μορίων που διασπώνται από τον κύριο κρύσταλλο πάγου. Το σχεδόν υγρό νερό σκληραίνει γρήγορα σε χαμηλές θερμοκρασίες. Το αλάτι βοηθά στη μείωση της συγκέντρωσης αυτών των μορίων και εμποδίζει το νερό να παγώσει.
Γιατί είναι επικίνδυνη η επεξεργασία με αλάτι στους δρόμους;
Παρά την επικράτηση αυτής της μεθόδου στην καταπολέμηση του πάγου, έχει πολλά μειονεκτήματα. Όταν το χιόνι, σε συνδυασμό με αλάτι, λιώνει, εμφανίζεται ένα βρώμικο υγρό με μεγάλο αριθμό ενώσεων χλωρίου. Αυτές οι ουσίες επηρεάζουν αρνητικά τα γύρω φυτά, το έδαφος, καθώς και τα παπούτσια πεζών και τα ελαστικά οχημάτων.
Για το λόγο αυτό, έχει καθοριστεί ένα σύνολο κανόνων που πρέπει να τηρούνται κατά την επεξεργασία της επικάλυψης με αλάτι. Συγκεκριμένα, είναι η συμμόρφωση με τη δοσολογία. Πρέπει να χρησιμοποιούνται έως 450 g αλατιού ανά τετραγωνικό μέτρο γης. Σε βιομηχανικά αντιπαγωτικά προϊόντα, χρησιμοποιείται επίσης το χλωριούχο νάτριο, αλλά εκτός από αυτό, υπάρχουν ειδικά πρόσθετα στη σύνθεση που μειώνουν τη βλάβη από το αλάτι.
Ένα μείγμα πολλών ουσιών λιώνει σε χαμηλότερη θερμοκρασία από τις ίδιες ουσίες που λαμβάνονται ξεχωριστά. Αυτή η αρχή λειτουργεί με αλάτι και χιόνι. Υπό κανονικές συνθήκες, το χιόνι αρχίζει να λιώνει στους 0 ℃. Εάν αναμειχθεί με αλάτι, αυτή η διαδικασία ξεκινά ήδη από -18 ℃. Το αποτέλεσμα ενός μίγματος αλατιού και πάγου χρησιμοποιείται για την καταπολέμηση του πάγου στους δρόμους. Αλλά δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν περισσότερα από 450 γραμμάρια αλατιού ανά τετραγωνικό μέτρο επικάλυψης, καθώς οι ενώσεις χλωριδίου που προκύπτουν είναι επιβλαβείς για το περιβάλλον, τα παπούτσια και τα ελαστικά αυτοκινήτων.
