У зимовий період обмерзлі дороги і тротуари посипають сіллю, щоб позбутися від ожеледиці та забезпечити безпечне пересування для пішоходів і різного транспорту. Саме сіль використовується неспроста - цьому є наукове пояснення з точки зору фізики.
Що таке плавлення?
Плавлення - це фізичний процес, під час якого речовина переходить з одного агрегатного стану в інше, тобто з кристалічного твердого в рідке. Для плавлення потрібне дотримання деяких умов. Кожна речовина має власну температуру плавлення або певний діапазон температур. В даному випадку лід або сніг перетворюється в воду за участю солі. У нормальному стані і без зовнішнього впливу температура плавлення снігу становить 0 ℃.
Велике значення має той факт, що суміш речовин зазвичай плавиться при більш низькій температурі, ніж ті ж речовини окремо. Наприклад, можна взяти умовний метал А з температурою плавлення 500 ℃. Якщо до нього додати інший метал, щоб вийшов який-небудь сплав, то температура плавлення даного сплаву буде вже нижче - наприклад, 480 ℃. Аналогічна ситуація відбувається зі снігом і сіллю.
Цікавий факт: Сіль незвичайним чином впливає на воду і в процесі закипання. Прісна вода закипає при 100 ℃, але якщо додати і розчинити в ній сіль, то температура кипіння збільшиться. Точний градус залежить від концентрації солі у воді.Наприклад, якщо розчин містить 20% солі, то він закипить при температурі 105 ℃.
Як відбувається танення снігу з сіллю?
Для розуміння даного процесу можна навести як приклад простий експеримент. Необхідно набрати півсклянки снігу і ще жменю покласти на дощечку, дочекатися поки сніг на дощечці розтане. Якщо поставити склянку на утворилася воду і заміряти температуру всередині нього, то вона буде близька 0 ℃.
Тепер слід всипати трохи солі в склянку, перемішати і відразу знову заміряти температуру. Дивно, але градусник покаже приблизно -18 ℃. Через кілька хвилин температура почне підвищуватися, але дно склянки примерзне до дощечці. Чому так відбувається?
Коли в стакан додали сіль, температура плавлення льоду різко знизилася. Вона може бути дорівнює близько -21 ℃. Для розплавлення льоду потрібна велика кількість енергії. Вона береться з навколишнього середовища і суміші. В даному прикладі швидко замерзла калюжа води на дощечці. Таким чином, знижується температура суміші снігу і солі.
Саме це явище використовується при ожеледі. Коли лід посипають сіллю, утворюється особливий шар. Суміш снігу і солі тане, оскільки знижується температура замерзання цього шару. Поступово з'являється плівка водно-сольового розчину, яка розширюється і розширюється, тим самим збільшуючи площу зіткнення льоду і солі. Цей процес триває до тих пір, поки не розтане весь лід. Енергія береться з навколишнього повітря, тому і стояти на утворюється каші зі снігу і солі холодніше.
Якщо розглянути цей процес на більш складному фізичному рівні, то лід покритий тонким шаром квазіжідкой води. Він утворюється за рахунок дуже швидких молекул, що відриваються від основного кристала льоду. Квазіжідкая вода при низькій температурі швидко твердне. Сіль сприяє зниженню концентрації даних молекул і не дає воді заледенеть.
Чим небезпечна обробка доріг сіллю?
Незважаючи на поширеність даного методу в боротьбі з ожеледицею, він має масу недоліків. Коли сніг в поєднанні з сіллю тане, з'являється брудна рідина з великою кількістю сполук хлору. Ці речовини чинять негативний вплив на навколишні рослини, грунт, а також взуття пішоходів і покришки транспортних засобів.
З цієї причини встановлений звід правил, яких потрібно дотримуватися при обробці покриття сіллю. Зокрема це - дотримання дозування. На квадратний метр ділянки необхідно використовувати максимум 450 г солі. У промислових засобах для боротьби з обмерзанням теж використовується хлорид натрію, але крім нього в складі присутні спеціальні добавки, що знижують шкоду від солі.
Суміш з декількох речовин плавиться при більш низькій температурі, ніж ті ж речовини, взяті окремо. Цей принцип працює з сіллю і снігом. У звичайних умовах сніг починає танути при 0 ℃. Якщо його змішати з сіллю, даний процес запуститися вже при -18 ℃. Ефект суміші солі і льоду використовують для боротьби з ожеледицею на дорогах. Але на квадратний метр покриття можна використовувати не більше 450 г солі, оскільки утворюються хлоридні сполуки завдають шкоди навколишньому середовищу, взуття та покришок авто.
