Télen a jeges utakra és a járdákra sót hígítanak, hogy megszabaduljanak a jeges körülményektől, és biztonságos mozgást biztosítsanak a gyalogosok és a különböző járművek számára. A sót használják okból - ennek tudományos magyarázata van a fizika szempontjából.
Mi olvad?
Az olvadás egy fizikai folyamat, amelynek során az anyag az aggregáció egyik állapotáról a másikra, azaz a kristályos szilárd anyagból folyadékba megy át. Olvadáshoz bizonyos feltételeknek teljesülniük kell. Minden anyagnak megvan a saját olvadáspontja vagy egy bizonyos hőmérsékleti tartománya. Ebben az esetben a jég vagy a hó só részvételével vízré válik. Normál állapotban és külső befolyás nélkül a hó olvadási hőmérséklete 0 ℃.
Nagyon fontos az a tény, hogy az anyagok keveréke általában alacsonyabb hőmérsékleten olvad el, mint ugyanazok az anyagok külön-külön. Például vehet feltételes fém A-t, amelynek olvadáspontja 500 ℃. Ha újabb fémet ad hozzá ehhez valamilyen ötvözet előállításához, akkor az ötvözet olvadáspontja már alacsonyabb lesz - például 480 ℃. Hasonló helyzet fordul elő hóval és sóval.
Érdekes tény: a só szokatlan módon befolyásolja a vizet és a forráspontját. Az édesvíz 100 ℃ hőmérsékleten forr, de ha sót adunk hozzá és feloldjuk benne, a forráspont növekszik. A pontos fok a víz sókoncentrációjától függ.Például, ha az oldat 20% sót tartalmaz, akkor forráspontja 105 ℃.
Hogyan olvad a hó sóval?
A folyamat megértése érdekében példát adhatunk egy egyszerű kísérletre. Össze kell gyűjteni egy fél pohár hót, és egy marékot kell tenni a tányérra, várni, amíg a hó megolvad a tányéron. Ha egy pohárral felveszi a képződött vizet és megméri a hőmérsékletet benne, akkor ez közel 0 ℃ lesz.
Most öntsen egy kis sót egy pohárba, keverje össze és azonnal mérje meg újra a hőmérsékletet. Meglepő módon a hőmérő kb. -18 ℃ -ot fog mutatni. Néhány perc múlva a hőmérséklet emelkedni kezd, de az üveg alja megfagy a lemezen. Miért történik?
Amikor sót adtak az üveghez, a jég olvadáspontja hirtelen esett. Körülbelül -21 ℃ lehet. A jég olvadásához nagy mennyiségű energia szükséges. A környezetről és a keverékből származik. Ebben a példában egy vízmedence a deszkán gyorsan megfagyott. Így csökken a hó és a só keverékének hőmérséklete.
Ezt a jelenséget használják a jégben. A jég sóval való meghintésekor speciális réteg alakul ki. A hó és a só keveréke megolvad, mivel ennek a rétegnek a fagyasztási hőmérséklete csökken. Fokozatosan megjelenik egy víz-só oldat film, amely tágul és tágul, ezzel növelve a jég és a só közötti érintkezési területet. Ez a folyamat addig tart, amíg az összes jég megolvad. Az energiát a környező levegő veszi fel, ezért hidegebb állni a keletkező hó- és sószuszpenzióra.
Ha ezt a folyamatot bonyolultabb fizikai szinten vesszük figyelembe, akkor a jégt vékony réteg kvázi-folyékony víz borítja. Azért képződik, hogy a fő jégkristálytól nagyon gyorsan lehasadnak a nagyon gyors molekulák. A kvázi folyékony víz alacsony hőmérsékleten gyorsan megszilárdul. A só csökkenti ezen molekulák koncentrációját és megakadályozza a víz fagyulását.
Miért veszélyes a sókezelés az utakon?
Annak ellenére, hogy ez a módszer elterjedt a jég elleni küzdelemben, sok hátránya van. Amikor a hó és a só együtt olvad, piszkos folyadék jelenik meg nagyszámú klórvegyülettel. Ezek az anyagok negatív hatással vannak a környező növényekre, a talajra, valamint a gyalogos cipőkre és a járművek gumiabroncsaira.
Ezért szabályokat hoztak létre, amelyeket be kell tartani a sóval történő bevonat feldolgozásakor. Különösen az adagolás betartása. Egy négyzetméterenként legfeljebb 450 g sót kell felhasználni. Az ipari jegesedésgátló termékekben nátrium-kloridot is használnak, de ezen kívül a készítményben különleges adalékanyagok is vannak, amelyek csökkentik a só által okozott károkat.
Több anyag keveréke alacsonyabb hőmérsékleten olvad el, mint ugyanazok az anyagok külön-külön venve. Ez az elv sóval és hóval működik. Normál körülmények között a hó 0 ℃ -on kezd megolvadni. Sóval keverve ez a folyamat már -18 ℃ -on kezdődik. A só és jég keverékének hatását használják az utakon a jég elleni küzdelemre. A bevonat négyzetméterére azonban legfeljebb 450 g sót lehet felhasználni, mivel a kapott kloridvegyületek károsak a környezetre, a cipőkre és az autó gumiabroncsaira.
