Знаете, почему соль топит снег и лед? Скорее всего, нет, так как ответ неочевиден
Наступил сезон посыпания дорог солью. Соль делает тяжелую работу — помогает бороться с гололедицей и уменьшает количество ДТП. Рассказываем, почему она расплавляет лед и как можно увеличить ее эффективность.
Начнем с связи соли с водой. «Любой материал, похожий на растворяющуюся в воде кухонную соль, может вызвать таяние льда, — рассказывает «Популярной механике» Балакришнан Вишванатан, преподаватель химии в Университете Квеста в Сквамише (Канада). — Это обычно выражается в том, что растворение вещества снижает давление пара воды. А снижение давления пара понижает температуру замерзания, и чем больше соли — тем лучше это работает».
Меган Фергюсон, председатель и доцент кафедры химии в Университете штата Нью-Йорк, рассказала, что, «когда соль растворяется в воде, эти растворенные частицы препятствуют образованию кристаллической структуры льда». Все, что растворяется в воде, может понижать температуры замерзания, но используется соль, говорит Фергюсон, так как она очень эффективна и дешевая.
Если речь идет об уже сформированном льде, говорит Вишванатан, то объяснение то же самое. «Если вы смотрите на любой замороженный материал, в том числе и на лед, при температуре немного ниже точки замерзания появляется поверхностный слой, который наполовину жидкий, — объясняет он. — Он почти твердый, но намного более гибкий и подвижный».
Слой полужидкого льда имеет толщину всего в несколько молекул и обладает способностью вибрировать и вращаться, хотя и не так сильно, как в настоящем жидком состоянии. «Когда в эту систему добавляется соль, ионы соли притягиваются к молекулам воды, — говорит Вишванатан. — После ионы на поверхности соли связываются с молекулами воды в полужидком слое. При различной ориентации молекул это заставляет молекулы воды отделяться от поверхностного слоя и увеличивать его толщину, определенную температурой, поэтому большая часть ледяной глыбы тает, когда соединяется с поверхностным слоем».
Как использовать соль для более эффективного таяния льда
«Чтобы ускорить таяние, можно просто добавить соли. Чем больше соли, тем больше понижается точка замерзания», — рассказывает Джулиен Строув, старший научный сотрудник Национального центра данных о снеге и льде при Университете Колорадо.
Площадь поверхности также важна. «Скорость зависит от площади поверхности контакта, — говорит Вишванатан. — Если площадь контакта большая, то лед будет таять быстрее. Общее количество растаявшего льда зависит только от массы соли, которую вы используете».
Чтобы увеличить площадь поверхности соли, используйте соль мелкого помола. «Если у вас есть два мешка соли, но в одном мешке крупные кристаллы, а в другом — мелкие, то мелкие кристаллы растопят лед быстрее, — говорит Фергюсон. — Это происходит потому, что [мелкие кристаллы] имеют большую площадь поверхности и быстрее растворяются в тонком слое воды поверх льда».
Комментарии