Γιατί η προσθήκη αλατιού στο νερό το κάνει πιο κρύο;

Το αλάτι χρησιμοποιείται συχνά στις παγωτομηχανές για να κάνει το νερό που περιβάλλει το εσωτερικό δοχείο αρκετά κρύο ώστε να παγώσει την κρέμα. Στην πραγματικότητα, μέσα σε μισή ώρα περίπου, το σούπερ κρύο νερό μπορεί να παγώσει αρκετά τη ζαχαρούχα κρέμα ώστε να τη μετατρέψει σε παγωτό. Πώς το αλάτι κάνει το νερό τόσο κρύο;

Φυσική του Νερού

Για να κατανοήσουμε καλύτερα αυτό το φαινόμενο απαιτείται κατανόηση της σχέσης μεταξύ της θερμοκρασίας και των φυσικών καταστάσεων του νερού. Η κίνηση των μορίων του νερού εξαρτάται από τη θερμοκρασία του νερού. Οι ζεστές θερμοκρασίες σημαίνουν γρήγορη κίνηση. Εάν η κίνηση γίνει αρκετά γρήγορη, παράγεται ατμός. Οι ψυχρές θερμοκρασίες σημαίνουν λιγότερη κίνηση έως ότου η θερμοκρασία φτάσει σε ένα σημείο αρκετά χαμηλό ώστε να σταματήσει εντελώς η μοριακή κίνηση σε μια διαδικασία που ονομάζουμε κατάψυξη.

Σημείο παγώματος

Πώς λοιπόν το αλάτι (χλωριούχο νάτριο) κάνει το νερό πιο κρύο; Στην ουσία δεν το κάνει. Το αλάτι λειτουργεί για να πιέσει το σημείο πήξης του νερού, έτσι ώστε το νερό να μπορεί να γίνει πιο κρύο από 32 βαθμούς Φαρενάιτ (μηδέν βαθμοί Κελσίου) πριν μετατραπεί σε πάγο. Στην πραγματικότητα, το νερό που περιέχει αλάτι μπορεί να φτάσει σε θερμοκρασίες σχεδόν μείον 6 βαθμούς F.

Όταν παρασκευάζεται το παγωτό, η κρέμα τοποθετείται σε ένα κάνιστρο και περιστρέφεται μέσα σε ένα λουτρό πάγου. Εάν δεν προστεθεί αλάτι στο λουτρό πάγου, η χαμηλότερη θερμοκρασία που μπορεί να φτάσει είναι 32 βαθμοί Φ. Ενώ η κρέμα μπορεί να παγώσει σε αυτή τη θερμοκρασία, μπορεί να το κάνει πιο γρήγορα σε χαμηλότερη θερμοκρασία. Όταν προστίθεται αλάτι στο παγόλουτρο (συνήθως αλάτι στην παρασκευή παγωτού), έρχεται σε επαφή με το λεπτό στρώμα νερού στην επιφάνεια του πάγου που λιώνει. Το αλάτι διαλύεται και το νερό γίνεται αλμυρό. Αυτό το αλμυρό νερό έχει χαμηλότερο σημείο πήξης, επομένως η θερμοκρασία του παγόλουτρου μπορεί να γίνει ακόμα πιο κρύα, με αποτέλεσμα να παγώνει το παγωτό πιο γρήγορα.

Uses of Salt to Melt Ice

Η αρχή του αλατιού που μειώνει το σημείο πήξης του νερού χρησιμοποιείται συχνά για να διατηρούνται οι δρόμοι ασφαλείς το χειμώνα. Κατά τη διάρκεια εκδηλώσεων χιονιού και πάγου, τα φορτηγά απλώνουν ένα λεπτό στρώμα αλατιού στους δρόμους. Αυτό προκαλεί το λιώσιμο του χιονιού και του πάγου κατά την πρόσκρουση αντί να παγώσει και κάνει τους δρόμους υγρούς παρά παγωμένους και επικίνδυνους. Ωστόσο, υπάρχει ένα όριο στο πόσο κρύο μπορεί να γίνει το νερό πριν παγώσει. σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, η εφαρμογή άμμου στους δρόμους για αύξηση της τριβής είναι πιο χρήσιμη από την εφαρμογή αλατιού. Άλλοι τύποι αλατιού εκτός από χλωριούχο νάτριο μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ψυχρότερες θερμοκρασίες. Το χλωριούχο ασβέστιο και το χλωριούχο μαγνήσιο, για παράδειγμα, μπορούν να λιώσουν τον πάγο σε χαμηλές θερμοκρασίες. Ωστόσο, ορισμένες από αυτές τις ενώσεις μπορεί να είναι επιζήμιες για το περιβάλλον και χρησιμοποιούνται μόνο περιστασιακά.

Effects of Crushing Ice

Η χρήση θρυμματισμένου πάγου με αλάτι θα προσφέρει μεγαλύτερη επιφάνεια στην οποία μπορεί να διαλυθεί το αλάτι, με αποτέλεσμα την ταχύτερη τήξη. Η χρήση περισσότερων κομματιών θρυμματισμένου πάγου στην παγωτομηχανή σας, για παράδειγμα, θα είναι πιο αποτελεσματική από τη χρήση λιγότερων μεγάλων κύβων.

Βραστό αλατόνερο

Ενώ το αλάτι θα μειώσει το σημείο πήξης του νερού, δεν μειώνει το σημείο βρασμού. Στην πραγματικότητα, το αλμυρό νερό θα βράσει σε υψηλότερη θερμοκρασία από το μη αλμυρό νερό. Και πάλι, η προσθήκη αλατιού στο νερό δεν μειώνει τη θερμοκρασία.