Что такое депрессия точки замерзания?

Понижение точки замерзания - это когда нормальная точка замерзания жидкости понижается до нормы за счет добавления растворенного вещества. Каждая жидкость имеет нормальную точку замерзания; например, чистая вода замерзает при 32 градусах по Фаренгейту (F) (ноль градусов по Цельсию или C). Соль в морской воде приводит морскую воду к более низкой точке замерзания, чем у чистой воды; морская вода все еще может замерзать, однако температуры, при которых она это делает, ниже, чем воды из источника чистой воды. Этот факт делает возможным приготовление мороженого в морозильных камерах, когда металлическая канистра в середине окружена соленым льдом. Таяние льда каменной солью позволяет смеси мороженого терять тепло в окружающую ледяную воду и тем самым замораживает мороженое.

Ученые отметили, что количество растворенного вещества, добавляемого в жидкость, прямо пропорционально достижению снижения температуры замерзания. Молекулы в растворе не только замерзают при более низкой температуре, но и охлаждают до точки замерзания с более умеренной скоростью, чем в чистых жидкостях. Возможность снижения температуры замерзания является основой для использования соли или песка на обледенелых дорогах зимой. Молекулы соли или песка, распространяющиеся по дорогам, смешиваются со льдом и вызывают таяние, что особенно полезно для черного льда, который так опасен для транспортных средств, по которому он может двигаться. Сильное распространение соли может привести к снижению температуры замерзания до нуля градусов F (-18 градусов C).

Когда соль распространяется по льду, происходит химический обмен между молекулами. Поверхностные молекулы льда начинают выходить в тающую воду, а поверхностные молекулы воды попадают в поверхностные молекулы воды. Этот сдвиг между молекулами вызывает колебания температуры каждой из них, которые постепенно нагревают и тают оставшийся лед по мере того, как сбежавшие молекулы тают и ускоряются. Добавленная смесь соли вводит молекулы посторонних веществ, которые нелегко упаковываются в твердое вещество и ускоряют разжижение. По этой причине любое введенное постороннее вещество - спирт, сахар или соль - будет иметь такой же эффект, хотя соль широко доступна и дешевле в использовании.

Понижение температуры замерзания - это намерение добавить антифриз в радиаторы автомобилей. Добавление этиленгликоля, основного ингредиента антифриза, создает раствор с водой. Люди в разных холодных климатических условиях могут использовать разные процентные доли антифриза в воде для достижения различных депрессий, однако, когда в воде больше антифриза, чем наоборот, происходит противоположный эффект, и точки замерзания, скорее, повышаются, чем понижаются. Рекомендуется прочитать боковые стороны бутылки антифриза, чтобы определить наилучшие проценты для использования в конкретных климатических условиях.