•••Modfos / iStock / GettyImages
ჩვეულებრივი პრაქტიკაა ყინულის გავრცელება გზის სავალ ნაწილებზე ზამთრის ყინულის დასადუღებლად, მაგრამ ყინულის არარსებობის შემთხვევაში შეიძლება შაქრის გამოყენებაც. სინამდვილეში, თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ნებისმიერი ნივთიერება, რომელიც წყალში იხსნება. შაქარი არ იმუშავებს ისე, როგორც მარილი, და აქ არის საკითხი, რომ წებოვანი წყალი გზის პირას ტალღებად აქცევს. მაგრამ რადგან ის წყლის გაყინვის წერტილს ამცირებს, ყინული დნება, სანამ გარეთა ტემპერატურა არ არის ძალიან ცივი. ამის მიზეზი არის ის, რომ წყალში გახსნილი ნებისმიერი ხსნარი ხელს უშლის წყლის მოლეკულების მყარ ფორმაში შერწყმის შესაძლებლობას.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
შაქარი აქვეითებს წყლის გაყინვის წერტილს წყლის მოლეკულებთან შეერთებით და მათ შორის მეტი სივრცის შექმნით. ეს მათ ეხმარება გადალახონ ელექტროსტატიკური ძალები, რომლებიც მათ მყარ სტრუქტურაში აკავშირებს. იგივე ითქმის ნებისმიერ ნივთიერებაზე, რომელიც იხსნება წყალში.
წყლის და ყინულის
•••ჯონათან პერსის ფოტო Unsplash- ზე
როდესაც წყალი ყინულის მყარ მდგომარეობაშია, მოლეკულები ერთმანეთთან კრისტალურ სტრუქტურაში იკვრებიან, საიდანაც არცერთ მათგანს გაქცევის ენერგია არ აქვს. ტემპერატურის მატებასთან ერთად, მოლეკულები იძენენ ვიბრაციულ ენერგიასა და მოძრაობის თავისუფლებას. კრიტიკულ მომენტში მათ შეუძლიათ გაათავისუფლონ ელექტროსტატიკური ძალები, რომლებიც მათ კრისტალურ სტრუქტურაში აკავშირებს და თხევად მდგომარეობაში უფრო თავისუფლად მოძრაობენ. თქვენ ეს კრიტიკული წერტილი კარგად იცით, რადგან ის დნობის წერტილია 32 გრადუს ფარენგეიტზე (0 გრადუსი ცელსიუსით).
როდესაც წყალი თხევად მდგომარეობაშია და თქვენ ამცირებთ ტემპერატურას, მოლეკულები კარგავენ ენერგიას და საბოლოოდ იკრიბებიან კრისტალურ სტრუქტურაში. ამ კრიტიკულ ტემპერატურაზე, გაყინვის წერტილში, მოლეკულებს არ აქვთ საკმარისი ენერგია ელექტროსტატიკური კავშირებისგან თავის დასაღწევად ისინი ერთმანეთზე ახდენენ ძალას, ამიტომ ისინი "მიძინებულ" მდგომარეობაში გადადიან, როგორც კატების ჯგუფი, რომლებიც ზამთარში გაქცევის მიზნით იკრიბებიან გაცივება კიდევ ერთხელ, ეს იწვევს ელექტროსტატისტიკური მიზიდულობის ძალებს, რომლებსაც ისინი ერთმანეთზე ახდენენ.
დაამატეთ ცოტა შაქარი
•••შპს Wavebreakmedia / Wavebreak Media / გეტის სურათები
ნებისმიერი ხსნადი ნივთიერება, რომელიც წყალში იხსნება, ამცირებს გაყინვის წერტილს საკმაოდ მარტივი მიზეზის გამო. როდესაც ნივთიერება იშლება, წყლის მოლეკულები მას გარს ეკიდებიან და მასთან ელექტროსტატურად იკვრება. ხსნადი უზრუნველყოფს წყლის მოლეკულებს შორის ადგილს და ამცირებს მათ მიზიდულობას ერთმანეთზე. შედეგად, მათ ნაკლები ენერგია სჭირდებათ მოძრაობის თავისუფლების შესანარჩუნებლად და თბილ მდგომარეობაში დარჩებიან დაბალ ტემპერატურაზე.
ეს ხდება თუ არა ხსნადი ნაწილაკები ინდივიდუალური იონები, როგორიცაა მარილში ნატრიუმის და ქლორიდის იონები, ან დიდი, რთული მოლეკულები, როგორიცაა საქაროზა (სუფრის შაქარი), რომელსაც აქვს ქიმიური ფორმულა C12ჰ22ო11. 45 ატომი თითო მოლეკულაზე, შაქარი არ გამოყოფს წყლის მოლეკულებს ისე ეფექტურად, როგორც უფრო მცირე, უფრო მკაცრად დამუხტულ იონებს, რის გამოც შაქარი დნობის წერტილს ისე ეფექტურად არ ამცირებს, როგორც მარილი. კიდევ ერთი მიზეზი არის ის, რომ ყინვის წერტილზე გავლენა დამოკიდებულია ხსნადი ნივთიერების მოცულობაზე. იმის გამო, რომ შაქრის მოლეკულები ბევრად აღემატება მარილის იონებს, უფრო ნაკლები მათგანი მოხვდება მოცემულ რაოდენობის წყალში.
შაქარი ნამდვილად არ დნება ყინულს
•••ვლად ტურჩენკო / iStock / გეტის სურათები
ცოტა უზუსტობაა იმის თქმა, რომ შაქარი ყინვას დნება. რაც სინამდვილეში ხდება, ის ამცირებს გაყინვის წერტილს, ამიტომ წყალი შეიძლება დარჩეს თხევად მდგომარეობაში უფრო ცივ ტემპერატურაზე. ეს მას წყლის მოლეკულებს შორის სივრცის უზრუნველყოფით და მათი ერთმანეთზე მიზიდულობის შემცირებით ხდება. თუ ყინულზე დააყარეთ შაქარი 30 ფარენგეიტზე (-1.1 გრადუსი ცელსიუსით), ყინული დნება, მაგრამ თუ ტემპერატურა დაბლა დაეცემა, წყალი საბოლოოდ გაყინავს. ახალი გაყინვის წერტილი უფრო დაბალია, ვიდრე სუფთა წყალი, მაგრამ უფრო მაღალია ვიდრე ეს იქნებოდა, თუ ყინულზე მარილს დააყრიდით.