ในฤดูหนาวถนนน้ำแข็งและทางเท้าจะถูกโรยด้วยเกลือเพื่อกำจัดสภาพน้ำแข็งและให้การเคลื่อนไหวที่ปลอดภัยสำหรับคนเดินเท้าและยานพาหนะต่าง ๆ มันเป็นเกลือที่ใช้สำหรับเหตุผล - มีคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์สำหรับเรื่องนี้จากมุมมองของฟิสิกส์
ละลายคืออะไร
การหลอมเป็นกระบวนการทางกายภาพในระหว่างที่สารผ่านจากสถานะหนึ่งไปสู่อีกสถานะหนึ่งนั่นคือจากผลึกของแข็งเป็นของเหลว สำหรับการหลอมจะต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขบางประการ สารแต่ละชนิดมีจุดหลอมเหลวของตัวเองหรือช่วงอุณหภูมิที่แน่นอน ในกรณีนี้น้ำแข็งหรือหิมะเปลี่ยนเป็นน้ำโดยการมีส่วนร่วมของเกลือ ในสภาวะปกติและไม่มีอิทธิพลภายนอกอุณหภูมิหลอมละลายของหิมะคือ 0 ℃
สิ่งสำคัญคือความจริงที่ว่าส่วนผสมของสารมักจะละลายที่อุณหภูมิต่ำกว่าสารแยกต่างหาก ตัวอย่างเช่นคุณสามารถใช้โลหะเงื่อนไข A ที่มีจุดหลอมเหลว 500 ℃ หากคุณเพิ่มโลหะอื่นลงไปเพื่อสร้างโลหะผสมบางชนิดจุดหลอมเหลวของโลหะผสมนี้จะต่ำกว่า - ตัวอย่างเช่น 480 ℃ สถานการณ์ที่คล้ายกันเกิดขึ้นกับหิมะและเกลือ
ความจริงที่น่าสนใจเกลือในทางที่ผิดปกติส่งผลกระทบต่อน้ำและในกระบวนการของการเดือด น้ำจืดเดือดที่ 100 ℃ แต่ถ้าเติมเกลือและละลายในนั้นจุดเดือดจะเพิ่มขึ้น ระดับที่แน่นอนขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของเกลือในน้ำตัวอย่างเช่นหากวิธีการแก้ปัญหามีเกลือ 20% จากนั้นก็จะเดือดที่อุณหภูมิ 105 ℃
หิมะวิธีการที่ไม่ละลายด้วยเกลือ?
เพื่อให้เข้าใจกระบวนการนี้เราสามารถยกตัวอย่างการทดลองง่าย ๆ มีความจำเป็นต้องรวบรวมหิมะครึ่งแก้วและหยิบขึ้นมาอีกหนึ่งกำบนกระดานรอจนกว่าหิมะละลายบนกระดาน หากคุณใส่แก้วในน้ำที่เกิดขึ้นและวัดอุณหภูมิภายในมันแล้วมันจะใกล้เคียงกับ 0 ℃
ตอนนี้คุณควรเทเกลือเล็กน้อยลงในแก้วผสมและวัดอุณหภูมิทันทีอีกครั้ง น่าแปลกที่เทอร์โมมิเตอร์จะแสดงประมาณ -18 ℃ หลังจากนั้นไม่กี่นาทีอุณหภูมิจะเริ่มสูงขึ้น แต่ด้านล่างของแก้วจะแข็งตัวกับจาน ทำไมมันเกิดขึ้น
เมื่อเกลือถูกบันทึกอยู่ในแก้วจุดหลอมละลายของน้ำแข็งลดลงอย่างรวดเร็ว มันอาจจะเป็นประมาณ -21 ℃ ในการละลายน้ำแข็งต้องใช้พลังงานจำนวนมาก มันถูกนำมาจากสภาพแวดล้อมและส่วนผสม ในตัวอย่างนี้สระน้ำบนกระดานแข็งตัวเร็ว ดังนั้นอุณหภูมิของส่วนผสมของหิมะและเกลือจะลดลง
มันเป็นปรากฏการณ์นี้ที่ใช้อยู่ในน้ำแข็ง เมื่อน้ำแข็งโรยด้วยเกลือจะเกิดชั้นพิเศษขึ้น ส่วนผสมของหิมะและเกลือละลายเมื่ออุณหภูมิเยือกแข็งของชั้นนี้ลดลง ฟิล์มสารละลายน้ำเกลือจะค่อยๆปรากฏขึ้นซึ่งจะขยายและขยายออกซึ่งจะเป็นการเพิ่มพื้นที่สัมผัสของน้ำแข็งและเกลือ กระบวนการนี้จะคงอยู่จนกว่าน้ำแข็งทั้งหมดจะละลาย พลังงานถูกนำมาจากอากาศโดยรอบดังนั้นมันจึงเย็นกว่าที่จะยืนบนพื้นหิมะและเกลือ
หากเราพิจารณากระบวนการนี้ในระดับกายภาพที่ซับซ้อนกว่านั้นน้ำแข็งจะถูกปกคลุมด้วยชั้นบาง ๆ ของน้ำกึ่งเหลว มันเกิดขึ้นเนื่องจากโมเลกุลที่รวดเร็วมากผละออกจากผลึกน้ำแข็งหลัก น้ำกึ่งของเหลวจะแข็งตัวเร็วที่อุณหภูมิต่ำ เกลือช่วยลดความเข้มข้นของโมเลกุลเหล่านี้และป้องกันน้ำจากการแช่แข็ง
ทำไมการบำบัดด้วยเกลือจึงเป็นอันตรายสำหรับถนน
แม้จะมีความชุกของวิธีนี้ในการต่อสู้กับน้ำแข็ง แต่ก็มีข้อเสียมากมาย เมื่อหิมะรวมกับเกลือละลายของเหลวสกปรกจะปรากฏขึ้นพร้อมกับสารประกอบคลอรีนจำนวนมาก สารเหล่านี้ส่งผลเสียต่อพืชดินดินรวมถึงรองเท้าเดินเท้าและยางรถยนต์
ด้วยเหตุนี้จึงมีการตั้งกฎหลายชุดที่ต้องปฏิบัติตามเมื่อทำการเคลือบด้วยเกลือ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันเป็นไปตามปริมาณ ต้องใช้เกลือสูงสุด 450 กรัมต่อตารางเมตรของที่ดิน ในผลิตภัณฑ์ต่อต้านไอซิ่งทางอุตสาหกรรมนั้นยังใช้โซเดียมคลอไรด์ แต่นอกจากนั้นยังมีสารพิเศษในองค์ประกอบที่ช่วยลดอันตรายจากเกลือ
ส่วนผสมของสารหลายอย่างละลายที่อุณหภูมิต่ำกว่าสารชนิดเดียวกันที่แยกกัน หลักการนี้ใช้ได้กับเกลือและหิมะ ภายใต้สภาวะปกติหิมะเริ่มละลายที่ 0 ℃ หากผสมกับเกลือกระบวนการนี้เริ่มต้นที่ -18 ℃ ผลกระทบของส่วนผสมของเกลือและน้ำแข็งถูกใช้เพื่อต่อสู้กับน้ำแข็งบนถนน แต่สามารถใช้เกลือได้ไม่เกิน 450 กรัมต่อการเคลือบหนึ่งตารางเมตรเนื่องจากสารประกอบคลอไรด์ที่ได้นั้นเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมรองเท้าและยางรถยนต์
