Dos tipos de cambios, uno químico y otro físico, pueden afectar el punto de congelación de una sustancia. Puede reducir el punto de congelación de algunos líquidos mezclando una segunda sustancia soluble en ellos; Así es como la sal para carreteras evita que el agua derretida se vuelva a congelar en temperaturas frías. El enfoque físico, cambiando la presión, también puede reducir el punto de congelación de un líquido; También puede producir formas sólidas inusuales de una sustancia que no se ve a la presión atmosférica normal.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
El anticongelante reduce el punto de congelación del agua y la mantiene líquida a bajas temperaturas. Tanto el azúcar como la sal también lo harán, aunque en menor medida.
Cuando las moléculas se congelan
Las fuerzas eléctricas entre moléculas determinan las temperaturas a las que una sustancia se congela y hierve; cuanto más fuertes sean las fuerzas, mayor será la temperatura. Muchos metales, por ejemplo, están sujetos por fuerzas fuertes; el punto de fusión del hierro es de 1.535 grados Celsius (2.797 grados Fahrenheit). Las fuerzas entre las moléculas de agua son considerablemente más débiles; el agua se congela a cero grados C (32 grados F). Las mezclas de disolventes y las variaciones de presión reducen las fuerzas entre moléculas, lo que reduce el punto de congelación de los líquidos.
Mezclarlo
Al mezclar un líquido con otra sustancia compatible, reduce el punto de congelación del líquido. Las sustancias deben ser compatibles para garantizar una mezcla completa; el aceite y el agua, por ejemplo, se separan y no cambiarán el punto de congelación. Una mezcla de sal de mesa y agua tiene un punto de congelación más bajo, al igual que una mezcla de agua y alcohol. Los químicos pueden predecir la diferencia de temperatura del punto de congelación aplicando una fórmula que tenga en cuenta las cantidades de la sustancia involucrada y una constante asociada con la segunda sustancia. Por ejemplo, si calcula el agua y el cloruro de sodio y el resultado es -2, eso significa que el punto de congelación de la mezcla es 2 grados C (3,6 grados F) más bajo que el del agua pura.
Quitar la presión
Los cambios de presión pueden aumentar o disminuir el punto de congelación de una sustancia. Generalmente, las presiones inferiores a 1 atmósfera reducen la temperatura a la que se congela una sustancia, pero para el agua, una presión más alta da un punto de congelación más bajo. La fuerza de un cambio de presión se convierte en las fuerzas moleculares que ya están en juego en una sustancia. Para el agua a bajas presiones, el vapor se convierte directamente en hielo sin convertirse en líquido.
Increíble hielo caliente
El agua tiene varias fases sólidas, cada una observada a diferentes cantidades de presión. El hielo estándar, que los científicos llaman "Hielo I", existe a presión atmosférica y tiene una estructura cristalina hexagonal característica. A temperaturas inferiores a menos 80 grados C (menos 112 grados F), se pueden formar cristales de hielo cúbicos a partir del vapor a 1 atmósfera de presión. A altas presiones, se forman tipos exóticos de hielo; los científicos los identifican como Ice II a Ice XV. Estas formas de hielo pueden permanecer sólidas a temperaturas superiores a 100 grados C (212 grados F), el punto de ebullición del agua a 1 atmósfera de presión.