През зимата ледените пътища и тротоари се поръсват със сол, за да се отърват от ледените условия и осигуряват безопасно движение за пешеходци и различни превозни средства. Това е сол, която се използва по причина - има научно обяснение за това от гледна точка на физиката.
Какво се топи?
Топенето е физически процес, по време на който веществото преминава от едно състояние на агрегация в друго, тоест от кристално твърдо в течно. За топенето трябва да бъдат изпълнени определени условия. Всяко вещество има своя собствена точка на топене или определен температурен диапазон. В този случай ледът или снегът се превръща във вода с участието на сол. В нормално състояние и без външно влияние температурата на топене на снега е 0 ℃.
От голямо значение е фактът, че смес от вещества обикновено се топи при по-ниска температура от същите вещества отделно. Например, можете да вземете условен метал А с точка на топене 500 ℃. Ако добавите към него друг метал, за да направите някаква сплав, то температурата на топене на тази сплав ще бъде вече по-ниска - например 480 ℃. Подобна ситуация се случва със сняг и сол.
Интересен факт: солта по необичаен начин влияе върху водата и в процеса на кипене. Прясна вода кипи при 100 ℃, но ако се добави сол и се разтвори в нея, температурата на кипене ще се увеличи. Точната степен зависи от концентрацията на сол във водата.Например, ако разтворът съдържа 20% сол, тогава той ще заври при температура 105 ℃.
Как се топи снегът със сол?
За да разберем този процес, можем да дадем като пример прост експеримент. Необходимо е да съберете половин чаша сняг и да сложите още една шепа на чинията, изчакайте, докато снегът се разтопи върху чинията. Ако сложите чаша върху образуваната вода и измерите температурата вътре в нея, тогава тя ще бъде близка до 0 ℃.
Сега трябва да изсипете малко сол в чаша, разбъркайте и веднага отново измерете температурата. Изненадващо термометърът ще покаже приблизително -18 ℃. След няколко минути температурата ще започне да се повишава, но дъното на чашата ще замръзне до чинията. Защо се случва?
Когато към чашата беше добавена сол, точката на топене на леда рязко спадна. Може да бъде около -21 ℃. За да се стопи лед, е необходимо голямо количество енергия. Приема се от околната среда и сместа. В този пример басейн с вода на дъската бързо замръзна. По този начин температурата на сместа от сняг и сол се намалява.
Именно това явление се използва в леда. Когато ледът се поръси със сол, се образува специален слой. Сместа от сняг и сол се топи, когато температурата на замръзване на този слой намалява. Постепенно се появява филм от водно-солен разтвор, който се разширява и разширява, като по този начин се увеличава зоната на контакт между лед и сол. Този процес продължава, докато целият лед се разтопи. Енергията се поема от околния въздух, следователно е по-студено да се стои върху получената каша от сняг и сол.
Ако разгледаме този процес на по-сложно физическо ниво, тогава ледът е покрит с тънък слой квази-течна вода. Образува се поради много бързи молекули, които се откъсват от основния леден кристал. Квази-течната вода се втвърдява бързо при ниски температури. Солта помага за намаляване на концентрацията на тези молекули и предпазва водата от замръзване.
Защо лечението със сол е опасно за пътищата?
Въпреки разпространението на този метод в борбата с леда, той има много недостатъци. Когато снегът, комбиниран със сол, се стопи, се появява мръсна течност с голям брой хлорни съединения. Тези вещества влияят негативно на околните растения, почвата, както и на обувките за пешеходци и гумите на превозните средства.
Поради тази причина е установен набор от правила, които трябва да се спазват при обработката на покритието със сол. По-специално, това е съответствие с дозировката. На квадратен метър земя трябва да се използват максимум 450 г сол. В промишлени продукти против заледяване се използва и натриев хлорид, но в допълнение към него в състава има специални добавки, които намаляват вредата от солта.
Смес от няколко вещества се топи при по-ниска температура от същите вещества, взети отделно. Този принцип работи със сол и сняг. При нормални условия снегът започва да се топи при 0 ℃. Ако се смеси със сол, този процес започва вече при -18 ℃. Ефектът от смес от сол и лед се използва за борба с леда по пътищата. Но не повече от 450 г сол може да се използва на квадратен метър покритие, тъй като получените хлоридни съединения са вредни за околната среда, обувките и автомобилните гуми.