Miért teszi a sót a vízbe hidegebbé?

A sót gyakran használják a fagylaltkészítőknél, hogy a belső edényt körülvevő víz elég hideg legyen a krém lefagyasztásához. Valójában körülbelül fél órán belül a szuperhideg víz elegendő mértékben megfagyhat az édesített tejszínből, hogy fagylaltká váljon. Hogyan teszi a só annyira hidegen a vizet?

A jelenség jobb megértéséhez meg kell érteni a hőmérséklet és a víz fizikai állapota közötti kapcsolatot. A vízmolekulák mozgása a víz hőmérsékletétől függ. A meleg hőmérséklet gyors mozgást jelent. Ha a mozgás elég gyors lesz, gőz keletkezik. A hideg hőmérséklet kevesebb mozgást jelent, amíg a hőmérséklet el nem ér egy elég alacsony pontot ahhoz, hogy a molekuláris mozgást teljesen leállítsa egy folyamatban, amelyet fagyásnak nevezünk.

Tehát a só (nátrium-klorid) hogyan hűti a vizet? Lényegében nem. A só csökkenti a víz fagypontját, így a víz lehűlhet 32 ​​Fahrenheit foknál (nulla Celsius fok), mielőtt jéggé alakulna. Valójában a sótartalmú víz elérheti a mínusz 6 ° F hőmérsékletet.

Amikor fagylaltot készítenek, a krémet egy tartályba helyezik, és egy jégfürdőben forgatják. Ha nem adunk sót a jégfürdőbe, a legalacsonyabb hőmérséklet, amelyet elérhet, 32 ° F. Míg a krém ezen a hőmérsékleten lefagyhat, alacsonyabb hőmérsékleten gyorsabban. Ha sót adunk a jégfürdőhöz (fagylaltkészítéskor általában kősó), akkor az az olvadó jég felszínén lévő vékony vízréteggel érintkezik. A só feloldódik és a víz sóssá válik. Ennek a sós víznek alacsonyabb a fagyáspontja, így a jégfürdő hőmérséklete még hidegebbé válhat, így a fagylalt gyorsabban lefagy.

A só, amely csökkenti a víz fagypontját, gyakran alkalmazza az utak télen való biztonságát. Havas és jeges események során a teherautók vékony sóréteget terítenek az úttestekre. Ennek következtében a hó és a jég olvadáskor olvad meg, nem pedig fagy, és az utakat nedvesé, nem pedig jegesé és veszélyesé teszi. Van azonban egy korlátja annak, hogy a hideg víz fagyás előtt hogyan válhat; rendkívül rideg hőmérsékleten a súrlódás növelése érdekében a homok felhordása az utakra hasznosabb, mint a só alkalmazása. A nátrium-kloridtól eltérő sótípusok hidegebb hőmérsékleten is alkalmazhatók. Például a kalcium-klorid és a magnézium-klorid alacsony hőmérsékleten képes megolvasztani a jeget. Ezen vegyületek némelyike ​​azonban káros lehet a környezetre, és csak alkalmanként alkalmazható.

A zúzott jég sóval való használata nagyobb felületet biztosít, amelyen a só feloldható, ami gyorsabb olvadást eredményez. Több darab zúzott jég használata például a fagylaltgépben hatékonyabb lesz, mint kevesebb nagy kocka használata.

Míg a só csökkenti a víz fagyáspontját, a forráspont nem csökken. Valójában a sós víz magasabb hőmérsékleten fog forralni, mint a nem sós víz. Ismételten só hozzáadása a vízhez nem csökkenti a hőmérsékletet.