Γιατί η προσθήκη αλατιού στο νερό το καθιστά πιο κρύο;

Το αλάτι χρησιμοποιείται συχνά στους κατασκευαστές παγωτού για να κάνει το νερό που περιβάλλει το εσωτερικό δοχείο αρκετά κρύο για να παγώσει την κρέμα. Στην πραγματικότητα, μέσα σε μισή ώρα περίπου, το εξαιρετικά κρύο νερό μπορεί να παγώσει τη γλυκαντική κρέμα αρκετά ώστε να τη μετατρέψει σε παγωτό. Πώς το αλάτι κάνει το νερό τόσο κρύο;

Για την καλύτερη κατανόηση αυτού του φαινομένου απαιτείται καλύτερη κατανόηση της σχέσης μεταξύ της θερμοκρασίας και των φυσικών καταστάσεων του νερού. Η κίνηση των μορίων νερού εξαρτάται από τη θερμοκρασία του νερού. Οι θερμές θερμοκρασίες σημαίνουν γρήγορη κίνηση. Εάν η κίνηση γίνει αρκετά γρήγορη, παράγεται ατμός. Οι κρύες θερμοκρασίες σημαίνουν λιγότερη κίνηση έως ότου η θερμοκρασία φτάσει σε ένα σημείο αρκετά χαμηλό για να σταματήσει εντελώς η μοριακή κίνηση σε μια διαδικασία που ονομάζουμε κατάψυξη.

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

Όταν παρασκευάζεται παγωτό, η κρέμα τοποθετείται σε δοχείο και περιστρέφεται μέσα σε παγόλουτρο. 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 λουτρό πάγου (συνήθως ροκ αλάτι στην παρασκευή παγωτού), έρχεται σε επαφή με το λεπτό στρώμα νερού στην επιφάνεια του λιωμένου πάγου. Το αλάτι διαλύεται και το νερό γίνεται αλμυρό. Αυτό το αλμυρό νερό έχει χαμηλότερο σημείο πήξης, οπότε η θερμοκρασία του λουτρού πάγου μπορεί να γίνει ακόμη πιο κρύα, παγώνοντας έτσι το παγωτό πιο γρήγορα.

Η αρχή του αλατιού που μειώνει το σημείο πήξης του νερού χρησιμοποιείται συχνά για να διατηρεί τους δρόμους ασφαλείς το χειμώνα. Κατά τη διάρκεια εκδηλώσεων χιονιού και πάγου, τα φορτηγά απλώνουν ένα λεπτό στρώμα αλατιού στους δρόμους. Αυτό αναγκάζει το χιόνι και τον πάγο να λιώσουν σε κρούσεις αντί να παγώσουν και καθιστά τους δρόμους υγρούς παρά παγωμένους και επικίνδυνους. Ωστόσο, υπάρχει ένα όριο στο πώς μπορεί να γίνει κρύο νερό πριν από την κατάψυξη. Σε εξαιρετικά ψυχρές θερμοκρασίες, η εφαρμογή άμμου στους δρόμους για την αύξηση της τριβής είναι πιο χρήσιμη από την εφαρμογή αλατιού. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν τύποι αλάτων εκτός από το χλωριούχο νάτριο σε ψυχρότερες θερμοκρασίες. Το χλωριούχο ασβέστιο και το χλωριούχο μαγνήσιο, για παράδειγμα, μπορούν να λιώσουν τον πάγο σε χαμηλές θερμοκρασίες. Ωστόσο, μερικές από αυτές τις ενώσεις μπορεί να είναι επιζήμιες για το περιβάλλον και χρησιμοποιούνται μόνο περιστασιακά.

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

Ενώ το αλάτι θα μειώσει το σημείο πήξης του νερού, δεν θα μειώσει 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.