Περιεχόμενο
Δύο είδη αλλαγών, ένα χημικό και ένα φυσικό, μπορούν να επηρεάσουν το σημείο ψύξης μιας ουσίας. Μπορείτε να μειώσετε το σημείο πήξης ορισμένων υγρών με την ανάμιξη μιας δεύτερης, διαλυτής ουσίας. αυτό είναι το πώς το οδικό άλας κρατά το λιωμένο νερό να αναζωογονηθεί σε χαμηλές θερμοκρασίες. Η φυσική προσέγγιση, αλλάζοντας την πίεση, μπορεί επίσης να μειώσει το σημείο κατάψυξης ενός υγρού. Μπορεί επίσης να παράγει ασυνήθιστες στερεές μορφές ουσίας που δεν παρατηρείται σε κανονική ατμοσφαιρική πίεση.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Το αντιψυκτικό χαμηλώνει το σημείο πήξης του νερού, διατηρώντας το υγρό σε χαμηλές θερμοκρασίες. Τόσο η ζάχαρη όσο και το αλάτι θα το κάνουν αυτό, αν και σε μικρότερο βαθμό.
Όταν τα μόρια παγώσουν
Οι ηλεκτρικές δυνάμεις μεταξύ των μορίων καθορίζουν τις θερμοκρασίες στις οποίες μια ουσία παγώνει και βράζει. όσο ισχυρότερη είναι η δύναμη, τόσο μεγαλύτερη είναι η θερμοκρασία. Πολλά μέταλλα, για παράδειγμα, δεσμεύονται από ισχυρές δυνάμεις. το σημείο τήξης του σιδήρου είναι 1.535 βαθμοί Κελσίου (2.797 βαθμοί Φαρενάιτ). Οι δυνάμεις μεταξύ των μορίων του νερού είναι σημαντικά ασθενέστερες. το νερό παγώνει στους μηδέν βαθμούς C (32 βαθμοί F). Τα μείγματα διαλυτών και οι μεταβολές πίεσης μειώνουν τις δυνάμεις μεταξύ των μορίων, μειώνοντας το σημείο πήξης των υγρών.
Ανακατέψτε το
Με την ανάμειξη ενός υγρού με μια άλλη συμβατή ουσία, χαμηλώνετε το σημείο πήξης του υγρού. Οι ουσίες πρέπει να είναι συμβατές ώστε να εξασφαλίζεται η πλήρης ανάμειξη. το πετρέλαιο και το νερό, για παράδειγμα, ξεχωριστά και δεν θα αλλάξει το σημείο πήξης. Ένα μείγμα επιτραπέζιου αλατιού και νερού έχει χαμηλότερο σημείο πήξης, όπως και ένα μίγμα νερού-αλκοόλης. Οι χημικοί μπορούν να προβλέψουν τη διαφορά θερμοκρασίας σημείου πήξης εφαρμόζοντας έναν τύπο ο οποίος λαμβάνει υπόψη τις ποσότητες της εμπλεκόμενης ουσίας και μια σταθερά που σχετίζεται με τη δεύτερη ουσία. Για παράδειγμα, εάν υπολογίσετε για το νερό και το χλωριούχο νάτριο και το αποτέλεσμα είναι -2, αυτό σημαίνει ότι το σημείο πήξης του μείγματος είναι 2 βαθμοί C (3,6 βαθμούς F) χαμηλότερο από το καθαρό νερό.
Παύση της πίεσης
Οι αλλαγές στην πίεση μπορούν να αυξήσουν ή να μειώσουν το σημείο πήξης μιας ουσίας. Γενικά, οι πιέσεις κάτω από 1 ατμόσφαιρα χαμηλώνουν τη θερμοκρασία κατά την οποία μια ουσία παγώνει, αλλά για το νερό, μια υψηλότερη πίεση δίνει ένα χαμηλότερο σημείο πήξης. Η δύναμη από μια αλλαγή πίεσης εντάσσεται στις μοριακές δυνάμεις που ήδη διαδραματίζονται σε μια ουσία. Για το νερό σε χαμηλές πιέσεις, ο ατμός μετατρέπεται απευθείας σε πάγο χωρίς να γίνει υγρό.
Εκπληκτικό ζεστό πάγο
Το νερό έχει αρκετές στερεές φάσεις, καθεμία από τις οποίες παρατηρείται σε διαφορετικές ποσότητες πίεσης. Ο τυπικός πάγος, που οι επιστήμονες αποκαλούν "Ice I", υπάρχει στην ατμοσφαιρική πίεση και έχει μια χαρακτηριστική εξαγωνική κρυσταλλική δομή. Σε θερμοκρασίες κάτω των -80 ° C (μείον 112 ° F), σχηματίζονται κυβικοί πάγοι κρύσταλλοι από ατμούς σε πίεση 1 ατμόσφαιρας. Υψηλές πιέσεις, εξωτικά είδη πάγου. οι επιστήμονες τα αναγνωρίζουν ως Ice II to Ice XV. Αυτές οι μορφές πάγου μπορούν να παραμείνουν στερεές σε θερμοκρασίες που υπερβαίνουν τους 100 βαθμούς Κελσίου (212 βαθμοί F) - το σημείο βρασμού του νερού σε πίεση 1 ατμόσφαιρας.