पानी में नमक मिलाने से यह ठंडा क्यों हो जाता है?

आइसक्रीम बनाने वालों में अक्सर नमक का इस्तेमाल कंटेनर के अंदर के पानी को इतना ठंडा करने के लिए किया जाता है कि क्रीम जम जाए। वास्तव में, आधे घंटे के भीतर, सुपर ठंडा पानी मीठी क्रीम को आइसक्रीम में बदलने के लिए पर्याप्त रूप से जमा कर सकता है। नमक पानी को इतना ठंडा कैसे करता है?

इस घटना को बेहतर ढंग से समझने के लिए तापमान और पानी की भौतिक अवस्थाओं के बीच संबंधों की समझ की आवश्यकता है। पानी के अणुओं की गति पानी के तापमान पर निर्भर करती है। गर्म तापमान का मतलब तेज गति है। यदि गति काफी तेज हो जाती है, तो भाप उत्पन्न होती है। ठंडे तापमान का मतलब कम गति है जब तक कि तापमान आणविक गति को पूरी तरह से रोकने के लिए एक बिंदु तक नहीं पहुंच जाता है जिसे हम ठंड कहते हैं।

तो नमक (सोडियम क्लोराइड) पानी को कैसे ठंडा करता है? संक्षेप में, यह नहीं है। नमक पानी के हिमांक को कम करने का काम करता है ताकि पानी बर्फ में बदलने से पहले 32 डिग्री फ़ारेनहाइट (शून्य डिग्री सेल्सियस) से अधिक ठंडा हो सके। वास्तव में, नमक युक्त पानी लगभग शून्य से 6 डिग्री फ़ारेनहाइट के तापमान तक पहुंच सकता है।

जब आइसक्रीम बनाई जाती है, तो क्रीम को एक कनस्तर में रखा जाता है और बर्फ के स्नान में घुमाया जाता है। यदि बर्फ के स्नान में कोई नमक नहीं डाला जाता है, तो यह न्यूनतम तापमान 32 डिग्री फ़ारेनहाइट तक पहुंच सकता है। जबकि इस तापमान पर क्रीम जम सकती है, यह कम तापमान पर अधिक तेज़ी से कर सकती है। जब बर्फ के स्नान (आइसक्रीम बनाने में आमतौर पर सेंधा नमक) में नमक मिलाया जाता है, तो यह पिघलने वाली बर्फ की सतह पर पानी की पतली परत के संपर्क में आता है। नमक घुल जाता है और पानी खारा हो जाता है। इस खारे पानी का हिमांक कम होता है, इसलिए बर्फ के स्नान का तापमान और भी ठंडा हो सकता है, इस प्रकार आइसक्रीम अधिक तेज़ी से जम जाती है।

पानी के हिमांक को कम करने वाले नमक के सिद्धांत का प्रयोग सर्दियों में सड़कों को सुरक्षित रखने के लिए अक्सर किया जाता है। बर्फ और बर्फ की घटनाओं के दौरान, ट्रक रोडवेज पर नमक की एक पतली परत फैलाते हैं। यह बर्फ और बर्फ जमने के बजाय प्रभाव पर पिघलने का कारण बनता है और सड़कों को बर्फीले और खतरनाक के बजाय गीला बना देता है। हालांकि, जमने से पहले ठंडा पानी कैसे बन सकता है, इसकी एक सीमा है; अत्यधिक ठंडे तापमान में, घर्षण बढ़ाने के लिए सड़कों पर रेत लगाना नमक लगाने से अधिक उपयोगी है। ठंडे तापमान में सोडियम क्लोराइड के अलावा अन्य प्रकार के नमक का उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, कैल्शियम क्लोराइड और मैग्नीशियम क्लोराइड कम तापमान पर बर्फ को पिघला सकते हैं। हालांकि, इनमें से कुछ यौगिक पर्यावरण के लिए हानिकारक हो सकते हैं और कभी-कभी ही उपयोग किए जाते हैं।

नमक के साथ कुचली हुई बर्फ का उपयोग करने से सतह का एक बड़ा क्षेत्र मिलेगा, जिस पर नमक घुल सकता है, जिसके परिणामस्वरूप तेजी से पिघल सकता है। उदाहरण के लिए, अपने आइसक्रीम मेकर में कुचले हुए बर्फ के अधिक टुकड़ों का उपयोग करना, कम बड़े क्यूब्स का उपयोग करने की तुलना में अधिक प्रभावी होगा।

जबकि नमक पानी के हिमांक को कम करेगा, यह क्वथनांक को कम नहीं करता है। वास्तव में, नमकीन पानी गैर-नमकीन पानी की तुलना में अधिक तापमान पर उबलता है। फिर से, पानी में नमक मिलाने से तापमान कम नहीं होता है।