Zawartość
- Fizyka Wody
- Punkt zamarzania
- Zastosowania soli do stopienia lodu
- Skutki kruszenia lodu
- Wrząca Słona Woda
Sól jest często stosowana w wytwórniach lodów, aby woda wokół wewnętrznego pojemnika była wystarczająco zimna, aby zamrozić śmietankę. W rzeczywistości w ciągu około pół godziny super zimna woda może zamrozić słodzoną śmietanę na tyle, aby zamienić ją w lody. Jak sól sprawia, że woda jest tak zimna?
Fizyka Wody
Aby lepiej zrozumieć to zjawisko, konieczne jest zrozumienie związku między temperaturą a stanami fizycznymi wody. Ruch cząsteczek wody zależy od temperatury wody. Ciepłe temperatury oznaczają szybki ruch. Jeśli ruch jest wystarczająco szybki, wytwarzana jest para. Niskie temperatury oznaczają mniejszy ruch, dopóki temperatura nie osiągnie punktu wystarczająco niskiego, aby całkowicie zatrzymać ruch molekularny w procesie, który nazywamy zamrożeniem.
Punkt zamarzania
Jak więc sól (chlorek sodu) chłodzi wodę? W istocie tak nie jest. Sól obniża temperaturę zamarzania wody, dzięki czemu woda może stać się zimniejsza niż 32 stopnie Fahrenheita (zero stopni Celsjusza), zanim zamieni się w lód. W rzeczywistości woda zawierająca sól może osiągnąć temperaturę prawie minus 6 stopni F.
Po wytworzeniu lodów śmietanę umieszcza się w pojemniku i obraca w łaźni lodowej. Jeśli do łaźni lodowej nie zostanie dodana sól, najniższa temperatura, jaką może osiągnąć, wynosi 32 stopnie F. Chociaż krem może zamarznąć w tej temperaturze, może to zrobić szybciej w niższej temperaturze. Kiedy sól jest dodawana do kąpieli lodowej (zwykle sól kamienna do produkcji lodów), wchodzi w kontakt z cienką warstwą wody na powierzchni topniejącego lodu. Sól rozpuszcza się, a woda staje się słona. Ta słona woda ma niższą temperaturę krzepnięcia, dzięki czemu temperatura kąpieli lodowej może być jeszcze niższa, a tym samym szybsze zamrażanie lodów.
Zastosowania soli do stopienia lodu
Zasada obniżania temperatury zamarzania wody przez sól jest często stosowana w celu zapewnienia bezpieczeństwa na drogach w zimie. Podczas wydarzeń na śniegu i lodzie ciężarówki rozprowadzają cienką warstwę soli na jezdniach. Powoduje to, że śnieg i lód topnieją podczas zderzenia, a nie zamarzają, a drogi stają się mokre niż lodowe i niebezpieczne. Istnieją jednak ograniczenia dotyczące tego, jak zimna woda może stać się przed zamrożeniem; w ekstremalnie chłodnych temperaturach nakładanie piasku na drogi w celu zwiększenia tarcia jest bardziej przydatne niż stosowanie soli. Rodzaje soli inne niż chlorek sodu można stosować w niższych temperaturach. Na przykład chlorek wapnia i chlorek magnezu mogą topić lód w niskich temperaturach. Jednak niektóre z tych związków mogą być szkodliwe dla środowiska i są stosowane tylko sporadycznie.
Skutki kruszenia lodu
Użycie kruszonego lodu z solą zapewni większą powierzchnię, na której sól może zostać rozpuszczona, co spowoduje szybsze topienie. Na przykład użycie większej liczby pokruszonego lodu w automacie do lodów będzie bardziej skuteczne niż użycie mniejszej liczby dużych kostek.
Wrząca Słona Woda
Chociaż sól obniży temperaturę zamarzania wody, nie obniży ona temperatury wrzenia. W rzeczywistości słona woda będzie gotować się w wyższej temperaturze niż słona woda. Ponownie dodanie soli do wody nie obniża temperatury.