Если посыпать лед обычной солью

Почему лед тает под солью, несмотря на минусовую температуру зимой

Вы знаете, что можно посыпать солью обледеневшую дорогу или тротуар, чтобы в дальнейшем на них никто не поскользнулся? Но известно ли вам, как соль плавит лед? Что такое депрессия точки замерзания и как она работает, выясним в статье.

Почему лед тает под солью

Замерзшая вода тает под солью ввиду таких причин:

1. Соль помогает предотвратить повторное превращение воды в лед путем понижения температуры ее трансформации. Это явление называют депрессией точки замерзания.
2. Диапазон рабочих температур не одинаков для всех видов соли. Например, хлорид кальция понижает температуру застывания больше, чем хлорид натрия.
3. В дополнение к таянию льда депрессия точки замерзания может использоваться, чтобы изготовить мороженое без морозильника.

Депрессия точки замерзания

Соль растворяет лед ввиду того, что она понижает точку замерзания воды. Так каков этот процесс? Лед начнет таять лишь в том случае, если на его поверхности есть немного жидкости. Хорошей новостью является то, что вам не нужна большая лужа для достижения результата. Лед обычно покрыт тонкой водяной пленкой, и это все, что требуется.

Чистая вода застывает при 0°C. Вода с солью (или любой иной субстанцией) заледенеет, когда температура будет более низкой. Насколько должно быть холодно, зависит от агента, ликвидирующего гололед. Если вы бросите соль на лед тогда, когда температура не собирается подниматься до новой точки застывания соленого раствора, вы не получите выгоды. Например, если вы бросите столовую соль (натрия хлорид) на лед, когда на улице -17°С, то вы просто покроете лед слоем соли. Но если вы ту же соль положите на лед при температуре -9,5°С, вы сможете предотвратить вторичное застывание тающего льда. Магния хлорид работает до -15°С, а хлорид кальция – до -28,8°С.

Если температура снизится до той отметки, на которой солевой раствор может замерзнуть, энергия будет освобождаться и появятся связи, благодаря которым жидкость заледенеет. Этой энергии хватит, чтобы растопить немного чистого льда и продолжить процесс таяния.

Изготовление мороженого

Вы можете самостоятельно реализовать эффект понижения температуры замерзания, даже если у вас нет рядом заледеневшей дороги. Одним из способов является приготовление собственного мороженого в пакете, где смешивание соли с водой приводит к получению очень холодной смеси. Если вы хотите выяснить, как можно холодный лед получить с помощью соли, смешайте 0,935 кг обычной столовой соли с 2,8 кг колотого льда или снега. Будьте осторожны! Температура смеси опустится до -21°C, что может вызвать обморожение, если вы будете долго держать ее в руках.

Поваренная соль делится в воде на ионы натрия и хлорида. Сахар в воде растворяется, но на ионы не распадается. И все же добавление сахара в воду тоже влияет на температуру замерзания.

Другие субстанции

Реакция соли с водой не единственная, которая вызывает замерзание. Каждый раз, когда вы частицы добавляете в жидкость, температура замерзания снижается, а температура кипения повышается. Еще один отличный пример снижения температуры замерзания — водка. Этот алкогольный напиток содержит и воду, и этанол. В домашней морозилке обычно водка не превращается в лед, так как спирт понижает температуру видоизменения воды.

Источник

Дошкольный портал Наши деточки для воспитателей, педагогов и родителей

Если Ваш ребенок достиг возраста «почемучки», наверняка, он спрашивал, зачем зимой дорожки посыпают солью? Думаю, на этот вопрос Вы весьма справедливо ответили: «Чтобы не было скользко» или «Чтобы лед и снег растаяли». Что ж, предвосхищая последующие вопросы маленького любознательного человека, предлагаем провести следующий эксперимент, который поможет разобраться, почему тает снег и лед посыпанный солью при температуре ниже, чем предписанные законами физики 0 градусов; наглядно продемонстрировать ребенку, каким образом соль воздействует на лед; ну и конечно весело и с пользой провести время всем вместе.
Итак, для этого по настоящему занимательного опыта по химии нам понадобятся:
— лоточки, мисочки для замораживания льда
— вода
— пищевые красители
— соль

Мы уже рассказывали о трех состояниях воды и о ряде опытов и наблюдений, которые Вы можете запросто выполнить в домашних условиях. Одним из них было наблюдение за замерзанием воды и таянием льда.
Что ж, приступим. Для начала наберем воду в лоточки и разнообразные формочки и поставим их в морозильную камеру или вынесем на балкон или на улицу, если там достаточно холодно. На самом деле, можно воспользоваться и обычной формой для замораживания льда, но тогда кубики получаются слишком маленькие для того, чтобы наблюдать за туннелями, которые возникают в процессе таяния льда при воздействии на него солью. Когда вода основательно замерзнет, выкладываем куски льда на поднос с высокими бортами или в глубокую тарелку. Предлагаем малышу посыпать лед солью. Для моего сына — это был настоящий праздник. Сыпать соль, много-много, а не маленькую ложечку в суп или кашку, когда готовим вместе)))
Затем сверху посыпали пищевыми красителями разных цветов. На самом деле, можно взять жидкую акварель и смешать ее с солью или растворить в небольшом количестве воды гуашь и соль и уже этим раствором при помощи пипетки поливать ледяные фигуры. Но и первый вариант отлично работает. Для эксперимента один брусок льда мы посыпали мелкой пищевой солью, второй и третий — крупной. Затем все три посыпали пищевыми красителями, с той лишь разницей, что на первых двух сынок, вооружившись кисточкой, смешивал краситель с солью, затем снова посыпал солью и снова красителем. А третий я просто отставила в сторону, чтобы посмотреть, будут ли какие-нибудь отличия.
Должна признаться, энтузиазма ребенка хватило надолго. Он с удовольствием посыпал, смешивал соль с красителями и наблюдал за дорожками-туннелями, которые появлялись во льду и окрашивались разными цветами. Мы обсудили еще раз, что лед холодный, а в комнате тепло и он тает. К тому же мы посыпаем его солью, таким образом ускоряя процесс таяния в результате которого лед превращается в воду (в нашем случае скорее в цветную жидкость-раствор из воды, соли и красок).

ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ХИМИЯ ДЛЯ ДЕТЕЙ. ОБЪЯСНЕНИЕ

Как известно вода замерзает при температуре 0 градусов. Когда мы добавляем соль, мы получаем соляной раствор, который замерзает при температуре ниже 0. 10% раствор замерзает при температуре — 6, а 20% при температуре — 16. На дорогах и тротуарах, посыпая лед солью, мы заставляем его растаять, так как соль растворяется в воде и снижает точку ее замерзания.
Когда в данном опыте мы наблюдали за тем, как соль заставляет лед таять, мы наглядно видели, как происходит процесс растворения соли — вначале лед вокруг кристалла соли тает, а затем процесс таяния распространяется от этой точки. Если же температура на улице ниже 12 градусов посыпать дороги солью не имеет большого смысла, так как соль не может проникнуть в воду и раствориться в ней. В таком случае гораздо эффективнее просто посыпать дороги песком, таким образом обеспечив сцепление с поверхностью.

БОЛЕЕ НАУЧНОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ.

Когда мы смешиваем соль со снегом происходит два процесса: разрушается кристаллическая структура соли с поглощением тепла, а также гидратация ионов с выделением тепла в окружающую среду. Для поваренной соли и хлористого кальция первый процесс превалирует над вторым. Именно поэтому происходит активный отбор тепла из окружающей среды при смешивании снега с этими солями. Стоит также отметить, что соляные растворы замерзают при температуре ниже 0 градусов. Другими словами, добавление соли к воде снижает точку ее замерзания. Поэтому чтобы снег и лед растаяли и повторно не замерзали при температуре ниже 0, их посыпают этими солями.

Источник

Как бороться со льдом на дорожках и почему нельзя использовать обычную соль в саду?

• 

Зима в средней полосе России долго не сдает свои позиции. Одна из основных проблем, связанных с холодами и снегопадами — гололед. Мы рассмотрим основные способы борьбы с обледенением садовых дорожек

Раньше с гололедом боролись «дешево и сердито», посыпая дорожки солью. Но сегодня от этого варварского способа отказываются даже муниципальные службы. Соль — слишком едкий реагент, вредящий не только обуви пешеходов, но и тротуарному покрытию. А на даче применение соли может привести к еще более печальным последствиям. Весной она вместе с талой водой проникнет в почву, от чего неизбежно пострадают корни растущих вдоль дорожек растений.

Есть и еще одна веская причина отказаться от обычной соли: она эффективна только при относительно теплой погоде. На лютом морозе польза от нее почти неощутима.

Но в качестве посыпки можно использовать другие соли (хлориды), например, кальция или магния. Эти препараты продают в садоводческих магазинах как подкормку для растений. Используя их, дачник убивает двух зайцев — избавляется от наледи и превентивно удобряет почву.

На основе солей производят и специальные антискользящие средства для дорожек. Принцип их действия состоит в следующем: попадая на лед, кристаллы реагента начинают поглощать влагу и переходят из твердой фазы в жидкую. Процесс сопровождается активным выделением тепла, что и обеспечивает таянье ледяной корки.

При подборе антиобледенительных средств важно обращать внимание на их экологическую безопасность. Весной они неизбежно попадают в почву вместе с талой водой

К сожалению, у всех антискользящих химических средств есть одно ограничение. Они эффективны только при температурах, близких к нулю. Когда столбик термометра опускается ниже –22°С, приходится прибегать к другим мерам. Каким же? Прежде всего — к абразивным посыпкам. И самый распространенный вариант — песок. Лучше всего запастись им еще летом или осенью, набрав несколько ведер на берегу ближайшей реки. Купить песок в малых количествах более чем проблематично. Обычно его продают кубометрами, так что придется кооперироваться с соседями или нести убытки.

В Швейцарии есть еще один любопытный способ борьбы со льдом. Песок мелкой фракции смешивают с горячей водой в пропорции 7:3 и подают на дороги под давлением. Горячая смесь вплавляется в лед, и он становится шероховатым. Минус у данного метода лишь один — необходимость специального оборудования

В любом случае, посыпая дорожку песком, стоит помнить о том, что это временная мера. Ветер быстро сдувает его, а при оттепелях и последующих похолоданиях он вмерзает в лед и становится совершенно бесполезным. А значит, абразив придется наносить заново.

Если в доме есть печь или камин, можно также использовать золу. Но более эффективна каменная крошка фракции 2-6 мм. Чаще всего это гранит или мрамор. Он держится лучше, чем песок, и лучше разрушает наледь. Конечно, стоит такой абразив недешево, но его можно использовать многократно, и в странах Европы это обычная практика. С наступлением весны крошку сметают с дорог, промывают и хранят до той поры, пока она не понадобится снова.

Мраморная крошка обладает большей теплоемкостью, нежели гранитная, и потому она быстрее разрушает наледь

Если льда на дорожках слишком много, и при помощи посыпок проблему уже не решить, придется заняться ручной уборкой. При этом важно не повредить дорожное покрытие. А значит, нужно использовать не железные ломы и ледорубы, а деревянные лопаты и пластиковые совки.

К сожалению, работа «щадящими» инструментами затягивается на многие часы. Чтобы облегчить труд, лед можно немного растопить. Проще всего полить его горячей водой, но она скоро остынет и замерзнет. Лучше использовать смесь, приготовленную по нехитрому рецепту: 2 л. воды, 150-250 мл. водки и 100 мл. любого моющего средства. Этот раствор работает не хуже соли.

В завершении темы отметим, что существуют профилактические средства для борьбы с наледью. Речь идет о гидрофобизаторах — составах на кремнеорганической основе, которые выталкивает влагу из пор тротуарной плитки. Благодаря этому сцепление льда с поверхностью дорожного покрытия становится намного слабее, и его уборка не составляет особого труда.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен, чтобы ничего не пропустить!

Источник

Почему соль заставляет снег таять?

В зимний период обледеневшие дороги и тротуары посыпают солью, чтобы избавиться от гололеда и обеспечить безопасное передвижение для пешеходов и различного транспорта. Именно соль используется неспроста – этому есть научное объяснение с точки зрения физики.

Что такое плавление?

Плавление – это физический процесс, во время которого вещество переходит из одного агрегатного состояния в другое, то есть из кристаллического твердого в жидкое. Для плавления требуется соблюдение некоторых условий. Каждое вещество имеет собственную температуру плавления или определенный диапазон температур. В данном случае лед или снег превращается в воду при участии соли. В нормальном состоянии и без внешнего воздействия температура плавления снега составляет 0℃.

Плавление льда происходит при температуре 0°C

Большое значение имеет тот факт, что смесь веществ обычно плавится при более низкой температуре, чем те же вещества по отдельности. Например, можно взять условный металл А с температурой плавления 500℃. Если к нему добавить другой металл, чтобы получился какой-нибудь сплав, то температура плавления данного сплава будет уже ниже – к примеру, 480℃. Аналогичная ситуация происходит со снегом и солью.

Как происходит таяние снега с солью?

Для понимания данного процесса можно привести в качестве примера простой эксперимент. Необходимо набрать полстакана снега и еще горсть положить на дощечку, дождаться пока снег на дощечке растает. Если поставить стакан на образовавшуюся воду и замерить температуру внутри него, то она будет близка 0℃.

Теперь следует всыпать немного соли в стакан, перемешать и сразу снова замерить температуру. Удивительно, но градусник покажет примерно -18℃. Через несколько минут температура начнет повышаться, но дно стакана примерзнет к дощечке. Почему так происходит?

Когда в стакан добавили соль, температура плавления льда резко понизилась. Она может быть равна около -21℃. Для расплавления льда требуется большое количество энергии. Она берется из окружающей среды и смеси. В данном примере быстро замерзла лужа воды на дощечке. Таким образом, понижается температура смеси снега и соли.

Именно это явление используется при гололеде. Когда лед посыпают солью, образуется особый слой. Смесь снега и соли тает, поскольку понижается температура замерзания этого слоя. Постепенно появляется пленка водно-солевого раствора, которая расширяется и расширяется, тем самым увеличивая площадь соприкосновения льда и соли. Этот процесс длится до тех пор, пока не растает весь лед. Энергия берется из окружающего воздуха, поэтому и стоять на образующейся кашице из снега и соли холоднее.

Если рассмотреть этот процесс на более сложном физическом уровне, то лед покрыт тонким слоем квазижидкой воды. Он образуется за счет очень быстрых молекул, отрывающихся от основного кристалла льда. Квазижидкая вода при низкой температуре быстро затвердевает. Соль способствует снижению концентрации данных молекул и не дает воде заледенеть.

Чем опасна обработка дорог солью?

Несмотря на распространенность данного метода в борьбе с гололедом, он имеет массу недостатков. Когда снег в сочетании с солью тает, появляется грязная жидкость с большим количеством соединений хлора. Эти вещества оказывают негативное влияние на окружающие растения, почву, а также обувь пешеходов и покрышки транспортных средств.

По этой причине установлен свод правил, которых нужно придерживаться при обработке покрытия солью. В частности это – соблюдение дозировки. На квадратный метр участка необходимо использовать максимум 450 г соли. В промышленных средствах для борьбы с обледенением тоже используется хлорид натрия, но кроме него в составе присутствуют специальные добавки, снижающие вред от соли.

Смесь из нескольких веществ плавится при более низкой температуре, чем те же вещества, взятые по отдельности. Этот принцип работает с солью и снегом. В обычных условиях снег начинает таять при 0℃. Если его смешать с солью, данный процесс запуститься уже при -18℃. Эффект смеси соли и льда используют для борьбы с гололедом на дорогах. Но на квадратный метр покрытия можно использовать не больше 450 г соли, поскольку образующиеся хлоридные соединения наносят вред окружающей среде, обуви и покрышкам авто.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник