Due tipi di cambiamenti, uno chimico e uno fisico, possono influenzare il punto di congelamento di una sostanza. Puoi abbassare il punto di congelamento di alcuni liquidi mescolando in essi una seconda sostanza solubile; questo è il modo in cui il sale stradale impedisce all'acqua di fusione di ricongelarsi a basse temperature. L'approccio fisico, modificando la pressione, può anche abbassare il punto di congelamento di un liquido; Può anche produrre forme solide insolite di una sostanza che non si vede alla normale pressione atmosferica.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
L'antigelo abbassa il punto di congelamento dell'acqua, mantenendola liquida a basse temperature. Anche lo zucchero e il sale lo faranno, anche se in misura minore.
Quando le molecole si congelano
Le forze elettriche tra le molecole determinano le temperature alle quali una sostanza si congela e bolle; più forti sono le forze, maggiore è la temperatura. Molti metalli, per esempio, sono legati da forti forze; il punto di fusione del ferro è 1.535 gradi Celsius (2.797 gradi Fahrenheit). Le forze tra le molecole d'acqua sono considerevolmente più deboli; l'acqua si congela a zero gradi C (32 gradi F). Le miscele di solventi e le variazioni di pressione riducono le forze tra le molecole, abbassando il punto di congelamento dei liquidi.
Mescolando
Mescolando un liquido con un'altra sostanza compatibile, si abbassa il punto di congelamento del liquido. Le sostanze devono essere compatibili per garantire la completa miscelazione; olio e acqua, ad esempio, si separano e non modificano il punto di congelamento. Una miscela di sale da cucina e acqua ha un punto di congelamento più basso, così come una miscela di acqua e alcol. I chimici possono prevedere la differenza di temperatura del punto di congelamento applicando una formula che tenga conto delle quantità della sostanza coinvolta e di una costante associata alla seconda sostanza. Ad esempio, se calcoli per acqua e cloruro di sodio e il risultato è -2, significa che il punto di congelamento della miscela è inferiore di 2 gradi C (3,6 gradi F) rispetto all'acqua pura.
Togliere la pressione
Le variazioni di pressione possono aumentare o diminuire il punto di congelamento di una sostanza. Generalmente, pressioni inferiori a 1 atmosfera abbassano la temperatura alla quale una sostanza gela, ma per l'acqua una pressione più alta dà un punto di congelamento più basso. La forza di un cambiamento di pressione figura nelle forze molecolari già in gioco in una sostanza. Per l'acqua a basse pressioni, il vapore si trasforma direttamente in ghiaccio senza diventare liquido.
Incredibile ghiaccio caldo
L'acqua ha diverse fasi solide, ciascuna osservata a diverse quantità di pressione. Il ghiaccio standard, che gli scienziati chiamano "Ice I", esiste a pressione atmosferica e ha una caratteristica struttura cristallina esagonale. A temperature inferiori a meno 80 gradi C (meno 112 gradi F), i cristalli di ghiaccio cubici possono formarsi dal vapore a 1 atmosfera di pressione. Ad alte pressioni si formano tipi esotici di ghiaccio; gli scienziati li identificano da Ice II a Ice XV. Queste forme di ghiaccio possono rimanere solide a temperature superiori a 100 gradi C (212 gradi F) - il punto di ebollizione dell'acqua a 1 atmosfera di pressione.