•••Modfos / iStock / GettyImages
Talvise jää sulatamiseks levib sõiduteedele jää laialt, kuid jää puudumisel võiks kasutada ka suhkrut. Tegelikult võiks kasutada mis tahes ainet, mis vees lahustub. Suhkur ei töötaks nii hästi kui sool ja küsimus on selles, et kogu see kleepuv vesi muudab teeäärsed sodid taffideks. Kuid kuna see alandab vee külmumistemperatuuri, sulab jää, kui välistemperatuur pole liiga külm. Põhjus, miks see juhtub, on see, et mis tahes vees lahustunud lahustunud aine segab veemolekulide võimet ühineda tahkeks vormiks.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Suhkur alandab vee külmumistemperatuuri, seondudes veemolekulidega ja luues nende vahele rohkem ruumi. See aitab neil ületada elektrostaatilisi jõude, mis seovad neid kindlasse struktuuri. Sama kehtib kõigi vees lahustuvate ainete kohta.
Veest ja jääst
•••Foto Jonathan Percy saidilt Unsplash
Kui vesi on jää tahkes olekus, seonduvad molekulid omavahel kristallstruktuuriks, millest ühelgi pole energiat põgenemiseks. Temperatuuri tõustes saavad molekulid vibratsioonienergiat ja liikumisvabadust. Kriitilises punktis võivad nad vabaneda elektrostaatilistest jõududest, mis seovad neid kristallstruktuuriks, ja vedelas olekus vabamalt ringi liikuda. Teate seda kriitilist punkti hästi, kuna sulamistemperatuur on 32 kraadi Fahrenheiti (0 kraadi Celsiuse järgi).
Kui vesi on vedelas olekus ja te alandate temperatuuri, kaotavad molekulid energia ja ühinevad lõpuks kristallstruktuuriks. Sellel kriitilisel temperatuuril, külmumispunktis, pole molekulidel piisavalt energiat elektrostaatiliste sidemete eest pääsemiseks nad pingutavad üksteisel, nii et nad elavad "uinuvas" olekus nagu rühm kasse, kes talve eest põgenevad. chill. Jällegi põhjustavad selle juhtumist elektrostaatilised tõmbejõud, mida nad üksteisele avaldavad.
Lisage väike suhkur
•••Wavebreakmedia Ltd / Wavebreak Media / Getty Images
Iga vees lahustuv lahustunud aine alandab külmumistemperatuuri üsna lihtsal põhjusel. Aine lahustumisel ümbritsevad veemolekulid seda ja seonduvad sellega elektrostaatiliselt. Lahustunud aine annab ruumi veemolekulide vahel ja vähendab nende üksteise ligitõmbavust. Seetõttu vajavad nad liikumisvabaduse säilitamiseks vähem energiat ja püsivad madalamal temperatuuril vedelas olekus.
See juhtub olenemata sellest, kas lahustunud aine osakesed on üksikud ioonid, näiteks soola naatrium- ja kloriidioonid, või suured, keerulised molekulid, näiteks sahharoos (lauasuhkur), mille keemiline valem on C12H22O11. Kui molekulil on 45 aatomit, ei eralda suhkur veemolekule nii tõhusalt kui väiksemad, tugevamalt laetud ioonid, mistõttu suhkur ei alanda sulamistemperatuuri sama tõhusalt kui sool. Teine seotud põhjus on see, et mõju külmumistemperatuurile sõltub soluudi mahust. Kuna suhkrumolekulid on soolaioonidest palju suuremad, mahub neid vähem etteantud koguses vette.
Suhkur ei sulata tegelikult jääd
•••Vlad Turchenko / iStock / Getty Images
Veidi ebatäpne on öelda, et suhkur sulatab jää. Mis tegelikult juhtub, on see, et see alandab külmumistemperatuuri, nii et vesi võib vedelas olekus püsida külmemal temperatuuril. Ta teeb seda, tagades veemolekulide vahel ruumi ja vähendades nende üksteise ligitõmbavust. Kui viskate suhkrut jääle 30 kraadi Fahrenheiti (-1,1 kraadi Celsiuse järgi), siis jää sulab, kuid kui temperatuur langeb madalamale, külmub vesi lõpuks. Uus külmumistemperatuur on puhta vee omast madalam, kuid kõrgem kui oleks, kui viskaksite jääle soola.