Soľ sa často používa v zmrzlinárňach na to, aby bola voda vo vnútri nádoby dostatočne studená na to, aby krém zmrzol. V skutočnosti môže asi za pol hodinu super studená voda zmraziť sladenú smotanu natoľko, aby sa z nej stala zmrzlina. Ako soľ robí tak studenú vodu?
Fyzika vody
Na lepšie pochopenie tohto javu je potrebné porozumieť vzťahu medzi teplotou a fyzikálnymi stavmi vody. Pohyb molekúl vody je závislý od teploty vody. Teplé teploty znamenajú rýchly pohyb. Ak je pohyb dostatočne rýchly, vzniká para. Chladné teploty znamenajú menší pohyb, kým teplota nedosiahne dostatočne nízky bod na úplné zastavenie molekulárneho pohybu v procese, ktorý nazývame zmrazenie.
Bod mrazu
Ako teda soľ (chlorid sodný) robí vodu chladnejšou? V podstate to tak nie je. Soľ pôsobí na stlačenie bodu mrazu vody, aby mohla byť predtým, ako sa zmení na ľad, chladnejšia ako 0 stupňov Celzia (32 stupňov Fahrenheita). Voda obsahujúca soľ môže v skutočnosti dosahovať teploty takmer mínus 6 stupňov F.
Keď je zmrzlina pripravená, krém sa vloží do nádoby a otáča sa v ľadovom kúpeli. Ak sa do ľadového kúpeľa nepridáva soľ, najnižšia teplota, ktorú môže dosiahnuť, je 32 stupňov F. Aj keď krém môže pri tejto teplote zamrznúť, pri nižšej teplote to dokáže rýchlejšie. Keď sa do ľadového kúpeľa pridá soľ (zvyčajne sa jedná o kamennú soľ pri výrobe zmrzliny), prichádza do styku s tenkou vrstvou vody na povrchu topiaceho sa ľadu. Soľ sa rozpustí a voda sa stáva slanou. Táto slaná voda má nižší bod tuhnutia, takže teplota v ľadovom kúpeli sa môže ešte ochladiť, čím zmrzlina zmrzne rýchlejšie.
Použitie soli na topenie ľadu
Na zaistenie bezpečnosti ciest v zime sa často používa princíp znižovania bodu tuhnutia vody pomocou soli. Počas snehových a ľadových udalostí nákladné vozidlá rozprestierali na vozovkách tenkú vrstvu soli. To spôsobí, že sa sneh a ľad pri náraze topia, nie zamrzajú, a vozovky sú skôr mokré ako zľadovatené a nebezpečné. Existuje však hranica, ako sa môže stať studená voda pred zmrazením; pri extrémne mrazivých teplotách je nanášanie piesku na cesty pre zvýšenie trenia užitočnejšie ako nanášanie soli. Druhy solí iných ako chlorid sodný sa môžu použiť pri nižších teplotách. Napríklad chlorid vápenatý a chlorid horečnatý môžu pri nízkych teplotách topiť ľad. Niektoré z týchto zlúčenín však môžu byť škodlivé pre životné prostredie a používajú sa iba príležitostne.
Účinky drvenia ľadu
Použitie drveného ľadu so soľou poskytne väčšiu plochu, na ktorej je možné soľ rozpustiť, čo povedie k rýchlejšiemu topeniu. Napríklad použitie väčšieho počtu kusov drveného ľadu vo výrobníku zmrzliny bude efektívnejšie ako použitie menšieho množstva kociek.
Vriacej slanej vode
Soľ síce zníži bod tuhnutia vody, ale nezníži bod varu. V skutočnosti bude slaná voda vrieť pri vyššej teplote ako neslaná voda. Opäť platí, že pridanie soli do vody neznižuje teplotu.