Τοποθετήστε ένα φλιτζάνι που περιέχει καθαρό νερό δίπλα σε ένα που περιέχει αλμυρό νερό και μειώστε σταδιακά τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Σε περίπου 0 βαθμούς Κελσίου (32 βαθμοί Φαρενάιτ) το καθαρό νερό θα παγώσει και θα παγώσει σταδιακά ενώ το αλμυρό νερό παραμένει υγρό. Σε μια ορισμένη θερμοκρασία κάτω από εκείνη κατά την οποία το γλυκό νερό παγώνει, το αλμυρό νερό θα παγώσει επίσης. Η πραγματική διαφορά θερμοκρασίας εξαρτάται από τη συγκέντρωση άλατος. Ο λόγος που συμβαίνει έχει να κάνει με την παρουσία ιόντων αλατιού στο νερό. Παρεμβαίνουν φυσικά με την τάση των μορίων του νερού να ευθυγραμμίζονται σε μια κρυσταλλική δομή.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Το αλμυρό νερό έχει χαμηλότερο σημείο πήξης από το καθαρό νερό. Το νερό στην επιφάνεια του αλμυρού πάγου είναι πιο κρύο, οπότε ο πάγος αισθάνεται πιο κρύος από τον πάγο καθαρού νερού.
Τι συμβαίνει όταν το νερό παγώνει;
Κάθε μόριο νερού είναι ένας συνδυασμός ενός οξυγόνου και δύο ατόμων υδρογόνου διατεταγμένων σε ένα τρίγωνο. Αυτή η ασύμμετρη διάταξη δίνει στο μόριο πολικότητα - η μία πλευρά έχει καθαρό θετικό φορτίο ενώ η άλλη πλευρά είναι αρνητική. Λόγω αυτής της πολικότητας, τα μόρια έλκονται μεταξύ τους. Ωστόσο, τα μόρια βρίσκονται σε συνεχή κίνηση, δονούνται και κινούνται αμοιβαία. Όταν χαμηλώνετε τη θερμοκρασία, τα μόρια επιβραδύνονται και επειδή έχουν λιγότερη ενέργεια, αρχίζουν να κολλάνε μεταξύ τους. Στο σημείο ψύξης, η ενέργεια της κίνησης είναι τόσο χαμηλή που τα μόρια συνενώνονται σε μια στερεή δομή.
Προσθέστε λίγο αλάτι
Το χλωριούχο νάτριο (NaCl), ή το άλας βράχου, αποτελείται από ένα θετικά φορτισμένο ιόν νατρίου και ένα αρνητικό ιόν χλωρίου που συνδέονται μεταξύ τους με ηλεκτροστατική έλξη σε δομή πλέγματος. Όταν βάζετε το αλάτι στο νερό, τα μόρια του πολικού νερού σπάνε τη δομή και περιβάλλουν τα μεμονωμένα ιόντα, τα οποία διασκορπίζονται σε διάλυμα. Όταν η θερμοκρασία μειώνεται, τα ιόντα παρεμποδίζουν την ικανότητα των μορίων του νερού να σχηματίσουν κρύσταλλο δομή και το μείγμα δεν θα μετατραπεί σε στερεό έως ότου χαμηλώσετε τη θερμοκρασία κάτω από το σημείο πήξης του καθαρού νερό. Το νέο σημείο πήξης εξαρτάται από τη συγκέντρωση του άλατος, αλλά το χαμηλότερο που μπορεί να πάει είναι -21,1 C (-5,98 F). Αυτό συμβαίνει κατά τον κορεσμό, όταν δεν διαλύεται πλέον αλάτι
Ο πάγος με χαμηλότερο σημείο πήξης αισθάνεται πιο κρύος
Εάν πάρετε έναν παγωμένο κύβο θαλασσινού νερού, μπορεί να αισθάνεται πιο κρύο από έναν κύβο καθαρού νερού. Υπάρχουν δύο λόγοι για αυτό. Το ένα είναι ότι, για να καταψυχθεί, ένας παγάκι θαλασσινού νερού πρέπει να είναι σε χαμηλότερη θερμοκρασία από τον παγάκι καθαρού νερού.
Ο άλλος λόγος είναι ότι το επιφανειακό στρώμα νερού στον κύβο είναι επίσης σε χαμηλότερη θερμοκρασία. Στην επιφάνεια κάθε παγάκι, μια διαδικασία ανταλλαγής συνεχίζεται μεταξύ του νερού σε υγρή και στερεά κατάσταση. Η παρουσία αλατιού στο νερό μειώνει το σημείο ισορροπίας αυτής της ανταλλαγής μειώνοντας το σημείο πήξης του υγρού νερού. Κατά συνέπεια, το νερό που αισθάνεστε στην επιφάνεια ενός κύβου αλμυρού νερού είναι πιο κρύο από αυτό σε έναν κύβο καθαρού νερού. Αυτή η δυναμική αποτρέπει επίσης την κατάψυξη του νερού που έρχεται σε επαφή με τον πάγο, και γι 'αυτό το αλάτι φαίνεται να λιώνει τον πάγο.
