V zime sú ľadové cesty a chodníky posypané soľou, aby sa zbavili ľadových podmienok a zabezpečili bezpečný pohyb pre chodcov a rôzne vozidlá. Je to soľ, ktorá sa používa z nejakého dôvodu - existuje vedecké vysvetlenie z hľadiska fyziky.
Čo sa topí?
Tavenie je fyzikálny proces, počas ktorého látka prechádza z jedného stavu agregácie do druhého, to znamená z kryštalickej pevnej látky do kvapaliny. Na roztavenie musia byť splnené určité podmienky. Každá látka má svoj vlastný bod topenia alebo určitý teplotný rozsah. V tomto prípade sa ľad alebo sneh premení na vodu za účasti soli. V normálnom stave a bez vonkajšieho vplyvu je teplota topenia snehu 0 ℃.
Veľký význam má skutočnosť, že zmes látok sa zvyčajne topí pri nižšej teplote ako tie isté látky osobitne. Napríklad môžete vziať podmienený kov A s teplotou topenia 500 ℃. Ak do nej pridáte ďalší kov, aby ste vytvorili nejakú zliatinu, potom bude teplota topenia tejto zliatiny už nižšia - napríklad 480 ℃. Podobná situácia nastáva so snehom a soľou.
Zaujímavý fakt: soľ nezvyčajným spôsobom ovplyvňuje vodu a proces varu. Sladká voda vrie pri 100 ° C, ale ak sa v nej pridá a rozpustí soľ, teplota varu sa zvýši. Presný stupeň závisí od koncentrácie soli vo vode.Napríklad, ak roztok obsahuje 20% soli, potom sa bude variť pri teplote 105 ℃.
Ako sa topí sneh so soľou?
Aby sme pochopili tento proces, môžeme uviesť ako príklad jednoduchý experiment. Je potrebné pozbierať pol pohára snehu a položiť ďalšiu hŕstku na dosku, počkajte, kým sa na doske neroztopí. Ak dáte pohár na vytvorenú vodu a zmerajte teplotu v nej, potom bude blízka 0 ℃.
Teraz by ste mali naliať trochu pohára do pohára, premiešať a okamžite zmerať teplotu znova. Prekvapivo bude teplomer ukazovať približne -18 ° C. Po niekoľkých minútach sa teplota začne zvyšovať, ale spodná časť pohára zamrzne na dosku. Prečo sa to stane?
Keď sa do pohára pridala soľ, teplota topenia ľadu prudko klesla. Môže to byť asi -21 ℃. Na topenie ľadu je potrebné veľké množstvo energie. Odoberá sa z prostredia a zmesi. V tomto príklade bazén vody na doske rýchlo stuhol. Tým sa zníži teplota zmesi snehu a soli.
Tento jav sa používa v ľade. Keď je ľad posypaný soľou, vytvára sa špeciálna vrstva. Zmesi snehu a soli sa topia pri znižovaní teploty tuhnutia tejto vrstvy. Postupne sa objavuje film roztoku voda-soľ, ktorý sa rozširuje a rozširuje, čím sa zväčšuje oblasť kontaktu ľadu a soli. Tento proces trvá, kým sa všetok ľad neroztopí. Energia je získavaná z okolitého vzduchu, preto je chladnejšie stáť na výslednej suspenzii snehu a soli.
Ak vezmeme do úvahy tento proces na zložitejšej fyzickej úrovni, potom sa ľad pokryje tenkou vrstvou kvázi-tekutej vody. Tvorí sa vďaka veľmi rýchlym oddeľovaniu molekúl od hlavného ľadového kryštálu. Kvázikvapalná voda rýchlo tuhne pri nízkych teplotách. Soľ pomáha znižovať koncentráciu týchto molekúl a zabraňuje zamrznutiu vody.
Prečo je ošetrenie solí nebezpečné pre cesty?
Napriek rozšíreniu tejto metódy v boji proti ľadu má mnoho nevýhod. Keď sa sneh v kombinácii so soľou topí, objaví sa špinavá tekutina s veľkým počtom zlúčenín chlóru. Tieto látky negatívne ovplyvňujú okolité rastliny, pôdu, ako aj topánky pre chodcov a pneumatiky vozidiel.
Z tohto dôvodu bol stanovený súbor pravidiel, ktoré sa musia dodržiavať pri spracovaní povlaku soľou. Najmä je to súlad s dávkovaním. Na štvorcový meter pôdy sa musí použiť najviac 450 g soli. V priemyselných výrobkoch na ochranu proti námraze sa tiež používa chlorid sodný, ale okrem toho sú v zmesi prítomné aj špeciálne prísady, ktoré znižujú poškodenie soľou.
Zmes niekoľkých látok sa topí pri nižšej teplote ako rovnaké látky brané samostatne. Tento princíp pracuje so soľou a snehom. Za normálnych podmienok sa sneh topí pri 0 ° C. Po zmiešaní so soľou sa tento proces začína už pri -18 ° C. Účinok zmesi soli a ľadu sa používa na boj proti ľadu na cestách. Na štvorcový meter náteru sa však nemôže použiť viac ako 450 g soli, pretože výsledné chloridové zlúčeniny sú škodlivé pre životné prostredie, topánky a pneumatiky pre autá.