Il sale viene spesso utilizzato nelle gelatiere per rendere l'acqua che circonda il contenitore interno abbastanza fredda da congelare la crema. Infatti, nel giro di mezz'ora circa, l'acqua super fredda può congelare la panna zuccherata quanto basta per trasformarla in gelato. Come fa il sale a rendere l'acqua così fredda?
Fisica dell'acqua
Per comprendere meglio questo fenomeno è necessaria la comprensione della relazione tra la temperatura e gli stati fisici dell'acqua. Il movimento delle molecole d'acqua dipende dalla temperatura dell'acqua. Le temperature calde significano movimento veloce. Se il movimento diventa abbastanza veloce, viene prodotto vapore. Le temperature fredde significano meno movimento fino a quando la temperatura raggiunge un punto abbastanza basso da fermare del tutto il movimento molecolare in un processo che chiamiamo congelamento.
Punto di congelamento
Quindi, in che modo il sale (cloruro di sodio) rende l'acqua più fredda? In sostanza, non lo fa. Il sale lavora per abbassare il punto di congelamento dell'acqua in modo che l'acqua possa diventare più fredda di 32 gradi Fahrenheit (zero gradi Celsius) prima che si trasformi in ghiaccio. In effetti, l'acqua contenente sale può raggiungere temperature di quasi meno 6 gradi F.
Quando il gelato è fatto, la crema viene posta in un contenitore e fatta ruotare all'interno di un bagno di ghiaccio. Se non viene aggiunto sale al bagno di ghiaccio, la temperatura più bassa che può raggiungere è 32 gradi F. Mentre la crema può congelare a questa temperatura, può farlo più rapidamente a una temperatura più bassa. Quando il sale viene aggiunto al bagno di ghiaccio (solitamente salgemma nella produzione del gelato), entra in contatto con il sottile strato d'acqua sulla superficie del ghiaccio che si scioglie. Il sale si dissolve e l'acqua diventa salata. Questa acqua salata ha un punto di congelamento più basso, quindi la temperatura del bagno di ghiaccio può diventare ancora più fredda, congelando così il gelato più rapidamente.
Usi del sale per sciogliere il ghiaccio
Il principio del sale che abbassa il punto di congelamento dell'acqua viene utilizzato frequentemente per mantenere le strade sicure in inverno. Durante gli eventi di neve e ghiaccio, i camion spargono un sottile strato di sale sulle strade. Ciò fa sì che la neve e il ghiaccio si sciolgano all'impatto anziché congelare e rende le strade bagnate anziché ghiacciate e pericolose. Tuttavia, c'è un limite a come l'acqua può diventare fredda prima del congelamento; a temperature estremamente rigide, l'applicazione di sabbia sulle strade per aumentare l'attrito è più utile dell'applicazione di sale. Tipi di sale diversi dal cloruro di sodio possono essere utilizzati a temperature più fredde. Il cloruro di calcio e il cloruro di magnesio, ad esempio, possono sciogliere il ghiaccio a basse temperature. Tuttavia, alcuni di questi composti possono essere dannosi per l'ambiente e vengono utilizzati solo occasionalmente.
Effetti della frantumazione del ghiaccio
L'uso di ghiaccio tritato con sale fornirà una superficie maggiore su cui il sale può essere sciolto, con conseguente scioglimento più rapido. Ad esempio, utilizzare più pezzi di ghiaccio tritato nella gelatiera sarà più efficace rispetto all'utilizzo di meno cubetti grandi.
Acqua salata bollente
Mentre il sale abbassa il punto di congelamento dell'acqua, non abbassa il punto di ebollizione. In effetti, l'acqua salata bolle a una temperatura più elevata rispetto all'acqua non salata. Anche in questo caso, l'aggiunta di sale all'acqua non abbassa la temperatura.