Vào mùa đông, những con đường băng giá và vỉa hè được rắc muối để loại bỏ băng và cung cấp sự di chuyển an toàn cho người đi bộ và các phương tiện khác nhau. Đó là muối được sử dụng cho một lý do - có một lời giải thích khoa học cho điều này từ quan điểm của vật lý.
Tan chảy là gì?
Nóng chảy là một quá trình vật lý trong đó một chất chuyển từ trạng thái kết tập này sang trạng thái khác, nghĩa là từ chất rắn kết tinh sang chất lỏng. Để tan chảy, một số điều kiện phải được đáp ứng. Mỗi chất có điểm nóng chảy riêng hoặc một phạm vi nhiệt độ nhất định. Trong trường hợp này, băng hoặc tuyết biến thành nước với sự tham gia của muối. Ở trạng thái bình thường và không có ảnh hưởng bên ngoài, nhiệt độ nóng chảy của tuyết là 0oC.
Điều quan trọng là thực tế là hỗn hợp các chất thường tan chảy ở nhiệt độ thấp hơn so với các chất tương tự riêng biệt. Ví dụ: bạn có thể lấy kim loại A thông thường có nhiệt độ nóng chảy 500oC. Nếu bạn thêm một kim loại khác vào nó để tạo ra một số loại hợp kim, thì điểm nóng chảy của hợp kim này sẽ thấp hơn - ví dụ: 480oC. Một tình huống tương tự xảy ra với tuyết và muối.
Sự thật thú vị: muối theo cách khác thường ảnh hưởng đến nước và trong quá trình đun sôi. Nước ngọt sôi ở 100oC, nhưng nếu thêm muối và hòa tan trong đó, điểm sôi sẽ tăng lên. Mức độ chính xác phụ thuộc vào nồng độ muối trong nước.Ví dụ, nếu dung dịch chứa 20% muối, thì nó sẽ sôi ở nhiệt độ 105oC.
Làm thế nào để tuyết tan chảy với muối?
Để hiểu quá trình này, chúng ta có thể đưa ra một ví dụ về một thí nghiệm đơn giản. Cần phải thu thập một nửa ly tuyết và đặt một nắm khác lên bảng, đợi cho đến khi tuyết tan trên bảng. Nếu bạn đặt một chiếc cốc vào nước hình thành và đo nhiệt độ bên trong nó, thì nó sẽ gần đến 0oC.
Bây giờ bạn nên đổ một chút muối vào ly, trộn và ngay lập tức đo lại nhiệt độ. Đáng ngạc nhiên, nhiệt kế sẽ hiển thị khoảng -18oC. Sau vài phút, nhiệt độ sẽ bắt đầu tăng lên, nhưng đáy ly sẽ đóng băng vào đĩa. Tại sao nó xảy ra?
Khi muối được thêm vào ly, điểm nóng chảy của băng giảm mạnh. Nó có thể là khoảng -21 ℃. Để làm tan băng, cần một lượng lớn năng lượng. Nó được lấy từ môi trường và hỗn hợp. Trong ví dụ này, một vũng nước trên tấm ván nhanh chóng bị đóng băng. Do đó, nhiệt độ của hỗn hợp tuyết và muối bị giảm.
Đó là hiện tượng này được sử dụng trong băng. Khi đá được rắc muối, một lớp đặc biệt được hình thành. Hỗn hợp tuyết và muối tan chảy khi nhiệt độ đóng băng của lớp này giảm xuống. Dần dần, một màng dung dịch nước muối xuất hiện, mở rộng và mở rộng, do đó làm tăng diện tích tiếp xúc của nước đá và muối. Quá trình này kéo dài cho đến khi tất cả băng đã tan chảy. Năng lượng được lấy từ không khí xung quanh, do đó, lạnh hơn khi đứng trên bùn kết quả của tuyết và muối.
Nếu chúng ta xem xét quá trình này ở mức độ vật lý phức tạp hơn, thì băng được phủ một lớp nước bán lỏng mỏng. Nó được hình thành do các phân tử rất nhanh tách ra khỏi tinh thể băng chính. Nước bán lỏng cứng nhanh chóng ở nhiệt độ thấp. Muối giúp giảm nồng độ của các phân tử này và ngăn nước đóng băng.
Tại sao xử lý muối nguy hiểm cho đường?
Mặc dù sự phổ biến của phương pháp này trong cuộc chiến chống lại băng, nhưng nó có rất nhiều nhược điểm. Khi tuyết, kết hợp với muối, tan chảy, một chất lỏng bẩn xuất hiện với một số lượng lớn các hợp chất clo. Những chất này ảnh hưởng tiêu cực đến thực vật xung quanh, đất, cũng như giày cho người đi bộ và lốp xe.
Vì lý do này, một bộ quy tắc đã được thiết lập phải được tuân theo khi xử lý lớp phủ bằng muối. Đặc biệt, đó là tuân thủ liều lượng. Tối đa 450 g muối phải được sử dụng trên một mét vuông đất. Trong các sản phẩm chống đóng băng công nghiệp, natri clorua cũng được sử dụng, nhưng ngoài ra, còn có các chất phụ gia đặc biệt trong thành phần làm giảm tác hại từ muối.
Một hỗn hợp của một số chất tan chảy ở nhiệt độ thấp hơn so với các chất tương tự được lấy riêng. Nguyên tắc này hoạt động với muối và tuyết. Trong điều kiện bình thường, tuyết bắt đầu tan ở 0oC. Nếu trộn với muối, quá trình này bắt đầu ở -18oC. Tác dụng của hỗn hợp muối và nước đá được sử dụng để chống lại băng trên đường. Nhưng không được sử dụng hơn 450 g muối trên mỗi mét vuông lớp phủ, vì các hợp chất clorua tạo ra có hại cho môi trường, giày dép và lốp xe hơi.