ทำไมโซดาระเบิดในตู้แช่แข็ง?

เมื่อน้ำในโซดากลายเป็นน้ำแข็งในช่องแช่แข็ง มันจะขยายตัวและดันคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา ทำให้เกิดการระเบิด ทุกคนมีเรื่องราวเกี่ยวกับโซดาแช่แข็งที่ระเบิด ไม่ว่าพวกเขาจะทำระเบียบในช่องแช่แข็งที่พยายามทำให้กระป๋องหกแพ็คเย็นลงก่อนงานปาร์ตี้หรือพวกเขาทิ้งขวดขนาด 2 ลิตรไว้ในรถข้ามคืนระหว่าง หน้าหนาวที่หนาวเหน็บและกลับมาเป็นหายนะที่เหนียวหนึบ คำถามมีอยู่ว่า มันเกิดขึ้นได้อย่างไร และทำไมภาชนะโซดาจึงดูแปลก หลังจากนั้น?

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

โซดาจะระเบิดเมื่อถูกแช่แข็งเนื่องจากส่วนผสมของโมเลกุลของน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ โซดาส่วนใหญ่เป็นน้ำและเต็มไปด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายในน้ำซึ่งทำให้เป็นฟอง น้ำขยายตัวเมื่อแข็งตัว และกระบวนการดัน CO2 ในโซดาออกไปด้านนอก การรวมกันของก๊าซแรงดันที่พยายามหลบหนีและน้ำแข็งที่เติมช่องว่างเล็กเกินไปสำหรับมันมากเกินไปสำหรับคอนเทนเนอร์ และความเครียดทำให้โซดากระป๋องหรือขวดระเบิด

โซดาเป็นน้ำเกือบทั้งหมด ปรุงแต่งด้วยน้ำเชื่อมหวานและทำให้เป็นฟองโดยการเติมก๊าซ CO2 จำนวนมากในกระบวนการที่เรียกว่าคาร์บอเนต โดยธรรมชาติแล้ว โมเลกุลของ CO2 จะพยายามปล่อยของเหลวโดยลอยผ่านพื้นผิวเพื่อหนีออกมาเป็นก๊าซ นี่คือสาเหตุที่โซดาเกิดฟองเมื่อคุณเปิดออก หาก CO2 ไหลออกจากของเหลวมากเกินไป เครื่องดื่มจะแบน ดังนั้น CO2 เพิ่มเติมจะถูกเติมลงในอากาศที่ด้านบนของกระป๋องหรือขวดในระหว่างการผลิตเพื่อจำกัดปริมาณก๊าซที่หลบหนี พฤติกรรมของโมเลกุลของน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ในภาชนะที่ปิดสนิทคือสิ่งที่ทำให้โซดาระเบิดเมื่อถูกแช่แข็ง

เนื่องจากอุณหภูมิส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของโมเลกุล และการเคลื่อนที่ของโมเลกุลส่งผลต่อปริมาตรของ a สาร สารส่วนใหญ่จะหดตัวเมื่อเย็นและแช่แข็ง และขยายตัวเมื่อร้อนขึ้นและกลายเป็นของเหลวหรือ แก๊ส. ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของ CO2 ในโซดาจะเคลื่อนที่น้อยลงเมื่อเย็นตัวลง โดยกินพื้นที่ในภาชนะน้อยลง แต่น้ำทำงานต่างกัน

คุณสมบัติของน้ำไม่ปกติ โมเลกุลของมัน ขยาย ในอุณหภูมิเยือกแข็ง แทนที่จะหดตัว: อะตอมของไฮโดรเจนในโมเลกุลของน้ำจะถูกดึงดูดไปยังอะตอมของออกซิเจนในโมเลกุลของน้ำที่อยู่ใกล้เคียง ก่อตัวเป็นโครงสร้างที่แข็งกระด้างเมื่อน้ำก่อตัวเป็นผลึกน้ำแข็ง โครงสร้างที่แข็งกระด้างใช้พื้นที่มากกว่าโมเลกุลเดียวกันกับของเหลว ทำให้น้ำแข็งในถังโซดาขยายตัวและบังคับ CO2 ที่อยู่ภายในในกระบวนการ