Sůl se často používá u výrobců zmrzliny k tomu, aby voda obklopující vnitřní nádobu byla dostatečně studená, aby zmrzlinu zmrzla. Ve skutečnosti asi za půl hodiny může super studená voda zmrazit slazenou smetanu natolik, aby se z ní stala zmrzlina. Jak sůl dělá vodu tak studenou?
Fyzika vody
Pro lepší pochopení tohoto jevu je nutné porozumět vztahu mezi teplotou a fyzikálními skupinami vody. Pohyb molekul vody je závislý na teplotě vody. Teplé teploty znamenají rychlý pohyb. Pokud je pohyb dostatečně rychlý, je vytvářena pára. Studené teploty znamenají menší pohyb, dokud teplota nedosáhne bodu dostatečně nízkého, aby zastavil molekulární pohyb úplně v procesu, který nazýváme zmrazením.
Bod mrazu
Jak tedy sůl (chlorid sodný) ochlazuje vodu? V podstatě to tak není. Sůl pracuje na stlačení bodu tuhnutí vody, takže voda může být chladnější než 32 stupňů Fahrenheita (nula stupňů Celsia), než se změní na led. Ve skutečnosti může voda obsahující sůl dosáhnout teploty téměř mínus 6 stupňů F.
Když se vyrábí zmrzlina, smetana se vloží do nádoby a otáčí se v ledové lázni. Pokud se do ledové lázně nepřidá žádná sůl, nejnižší teplota, kterou může dosáhnout, je 32 stupňů F. Zatímco krém může při této teplotě zmrznout, při nižší teplotě to může udělat rychleji. Když se do ledové lázně přidá sůl (obvykle při výrobě zmrzliny kamenná sůl), přichází do styku s tenkou vrstvou vody na povrchu tajícího ledu. Sůl se rozpouští a voda je slaná. Tato slaná voda má nižší bod tuhnutí, takže teplota ledové lázně se může ještě ochladit, čímž zmrzlina zmrzne rychleji.
Použití soli k roztavení ledu
Zásada snižování bodu tuhnutí vody solí se často používá k zajištění bezpečnosti silnic v zimě. Během akcí na sněhu a ledu kamiony rozmetaly po vozovkách tenkou vrstvu soli. To způsobí, že se sníh a led při nárazu roztají, nikoli zamrznou, a způsobí, že silnice budou mokré, spíše než zledovatělé a nebezpečné. Existuje však limit toho, jak se může stát studená voda před zamrznutím; při extrémně chladných teplotách je aplikace písku na silnice pro zvýšení tření užitečnější než aplikace soli. Při nízkých teplotách lze použít jiné druhy solí než chlorid sodný. Například chlorid vápenatý a chlorid hořečnatý mohou při nízkých teplotách roztát led. Některé z těchto sloučenin však mohou být škodlivé pro životní prostředí a používají se jen příležitostně.
Účinky drcení ledu
Použití drceného ledu se solí zajistí větší povrch, na kterém lze sůl rozpustit, což povede k rychlejšímu tání. Například použití více kusů drceného ledu ve vašem výrobníku zmrzliny bude efektivnější než použití méně velkých kostek.
Vroucí slaná voda
I když sůl sníží bod tuhnutí vody, nesníží bod varu. Ve skutečnosti slaná voda bude vařit při vyšší teplotě než slaná voda. Přidání soli do vody opět nesnižuje teplotu.