Pourquoi ajouter du sel à l'eau la rend-elle plus froide ?

Le sel est souvent utilisé dans les sorbetières pour rendre l'eau entourant le récipient intérieur suffisamment froide pour geler la crème. En fait, en une demi-heure environ, l'eau super froide peut geler suffisamment la crème sucrée pour la transformer en crème glacée. Comment le sel rend-il l'eau si froide ?

Pour mieux comprendre ce phénomène, il faut comprendre la relation entre la température et les états physiques de l'eau. Le mouvement des molécules d'eau dépend de la température de l'eau. Les températures chaudes signifient un mouvement rapide. Si le mouvement devient assez rapide, de la vapeur est produite. Les températures froides signifient moins de mouvement jusqu'à ce que la température atteigne un point suffisamment bas pour arrêter complètement le mouvement moléculaire dans un processus que nous appelons congélation.

Alors, comment le sel (chlorure de sodium) rend-il l'eau plus froide? En substance, ce n'est pas le cas. Le sel abaisse le point de congélation de l'eau afin que l'eau puisse devenir plus froide que 32 degrés Fahrenheit (zéro degré Celsius) avant de se transformer en glace. En fait, l'eau contenant du sel peut atteindre des températures de près de moins 6 degrés F.

Lorsque la crème glacée est préparée, la crème est placée dans une boîte et tournée dans un bain de glace. Si aucun sel n'est ajouté au bain de glace, la température la plus basse qu'il peut atteindre est de 32 degrés F. Alors que la crème peut geler à cette température, elle peut le faire plus rapidement à une température plus basse. Lorsque du sel est ajouté au bain de glace (généralement du sel gemme dans la fabrication de crème glacée), il entre en contact avec la fine couche d'eau à la surface de la glace fondante. Le sel se dissout et l'eau devient salée. Cette eau salée a un point de congélation plus bas, de sorte que la température du bain de glace peut devenir encore plus froide, congelant ainsi la crème glacée plus rapidement.

Le principe du sel abaissant le point de congélation de l'eau est fréquemment utilisé pour assurer la sécurité des routes en hiver. Lors d'épisodes de neige et de glace, les camions répandent une fine couche de sel sur les routes. Cela fait fondre la neige et la glace à l'impact plutôt que de geler et rend les routes humides plutôt que verglacées et dangereuses. Cependant, il y a une limite à la façon dont l'eau froide peut devenir avant de geler; à des températures extrêmement glaciales, appliquer du sable sur les routes pour augmenter la friction est plus utile que d'appliquer du sel. Des types de sel autres que le chlorure de sodium peuvent être utilisés à des températures plus froides. Le chlorure de calcium et le chlorure de magnésium, par exemple, peuvent faire fondre la glace à basse température. Cependant, certains de ces composés peuvent être nocifs pour l'environnement et ne sont utilisés qu'occasionnellement.

L'utilisation de glace pilée avec du sel fournira une plus grande surface sur laquelle le sel peut être dissous, entraînant une fonte plus rapide. Utiliser plus de morceaux de glace pilée dans votre sorbetière, par exemple, sera plus efficace que d'utiliser moins de gros cubes.

Bien que le sel abaisse le point de congélation de l'eau, il n'abaisse pas le point d'ébullition. En fait, l'eau salée bouillira à une température plus élevée que l'eau non salée. Encore une fois, l'ajout de sel à l'eau n'abaisse pas la température.