Я хочу точно знати причини, за яких додавання солі (
Я думаю, ви маєте на увазі два явища:
1) Охолодження, додаючи сіль, суміші льоду та води (оскільки при 0 ° C лід знаходиться в рівновазі з рідкою водою, тому ми маємо і лід, і воду). Це охолодження знижує температуру суміші на кілька градусів (залежно від кількості солі).
Цей процес використовується в хімії для охолодження ємності без необхідності складного обладнання.
2) Зниження додаванням солі температури замерзання (= затвердіння) води, яка використовується взимку для танення снігу або льоду на дорогах. Температура замерзання знижена до -7 ° C-8 ° C, максимальна -10 ° C.
Отже, якщо на вулиці -5 ° C, стійкий стан солоної води є рідким, тому лід тане. З іншого боку, якщо вона дорівнює -20 ° C, ніж температура замерзання солоної води, вона залишається у вигляді льоду, а засолювання неефективна.
Пояснення цих двох явищ:
Вони мають спільну причину:
Отже, для двох згаданих явищ температура замерзання води падає, і при переважаючій температурі лід вже не є стабільним, він тане. Однак для танення лід повинен десь відновлювати тепло (кажуть, що синтез - це «ендотермічна» трансформація, тобто він поглинає енергію у вигляді тепла: щоб розтопити 1 г льоду, він повинен поглинути енергію в 334 джоулі, або 79,9 калорій). Це тепло використовується для розриву зв’язків між молекулами води H2O в льоду, змушуючи їх переходити в рідкий стан, де вони більш вільні один від одного. Крім того, розчинення солі у воді також поглинає тепло: для розчинення 1 г солі потрібно 66 джоулів або 15,8 калорій.
Що відрізняє ці два явища, так це походження тепла, яке використовується для танення льоду.
Для явища (1) крижано-водно-сольову суміш, як правило, поміщають в ізолюючий контейнер, або вона швидко змішується (так зване "адіабатичне" перетворення), тому це тепло не можна виводити з атмосфери: воно береться безпосередньо із суміші. Оскільки суміш втрачає тепло, вона охолоджується. Ось чому ми можемо легко досягти -5 ° C за допомогою охолоджуючої суміші.
Для явища (2) лід контактує з атмосферою: отже, він буде «відкачувати» трохи тепла з атмосфери (оскільки це величезне, воно не охолоджує його!). Лід повністю тане, мета досягнута, автомобілісти можуть рухатися далі! Ми можемо помітити, що саме атмосфера, дуже велика, задає температуру (це "термостат"), тому початковий лід і тала вода мають однакову температуру.
Примітка: щодо зниження температури затвердіння шляхом додавання тіла:
є подібне явище для кип’ятіння: чиста вода кипить при 100 ° С, але солона вода має вищу температуру кипіння (її величина залежить від кількості доданої солі). Наприклад, готуючи макарони, ви можете перевірити (якщо у вас є термометр до 120 ° C, наприклад), що підсолена вода починає кипіти при температурі вище 100 ° C.