Tuzlu su içeren bir bardağın yanına saf su içeren bir kap koyun ve ortam sıcaklığını kademeli olarak düşürün. 0 santigrat derece (32 derece Fahrenheit) civarında saf su buzlanacak ve tuzlu su sıvı halde kalırken yavaş yavaş donacaktır. Tatlı suyun donduğu sıcaklığın altındaki belirli bir sıcaklıkta, tuzlu su da donacaktır. Gerçek sıcaklık farkı tuz konsantrasyonuna bağlıdır. Bunun olmasının nedeni, sudaki tuz iyonlarının varlığı ile ilgilidir. Su moleküllerinin kristal bir yapı oluşturma eğilimine fiziksel olarak müdahale ederler.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Tuzlu suyun donma noktası saf suya göre daha düşüktür. Tuzlu buzun yüzeyindeki su daha soğuktur, bu nedenle buz, saf su buzundan daha soğuktur.
Su Donduğunda Ne Olur?
Her su molekülü, bir üçgen şeklinde düzenlenmiş bir oksijen ve iki hidrojen atomunun birleşimidir. Bu asimetrik düzenleme, moleküle bir polarite verir - bir taraf net pozitif yüke sahipken diğer taraf negatiftir. Bu polarite nedeniyle moleküller birbirini çeker. Ancak moleküller sürekli hareket halindedir, titreşir ve durmadan birbirlerinin etrafında hareket ederler. Sıcaklığı düşürdüğünüzde moleküller yavaşlar ve daha az enerjiye sahip oldukları için birbirlerine yapışmaya başlarlar. Donma noktasında, hareket enerjisi o kadar düşüktür ki, moleküller katı bir yapı halinde birleşir.
Biraz Tuz Ekle
Sodyum klorür (NaCl) veya kaya tuzu, pozitif yüklü bir sodyum iyonu ve bir kafes yapısına elektrostatik çekim ile birbirine bağlanan negatif bir klor iyonundan oluşur. Tuzu suya koyduğunuzda, polar su molekülleri yapıyı kırar ve çözeltiye dağılan tek tek iyonları çevreler. Sıcaklık düştüğünde, iyonlar su moleküllerinin kristal oluşturma kabiliyetine müdahale eder. yapı ve karışım, siz sıcaklığı saf maddenin donma noktasının altına düşürene kadar katıya dönüşmeyecektir. Su. Yeni donma noktası tuz konsantrasyonuna bağlıdır, ancak gidebileceği en düşük -21.1 C'dir (-5.98 F). Bu, daha fazla tuzun çözülmeyeceği doygunlukta gerçekleşir.
Donma Noktası Daha Düşük Olan Buz Daha Soğuk Hissediyor
Donmuş bir küp tuzlu su alırsanız, bir küp saf sudan daha soğuk gelebilir. Bunun için birkaç sebep var. Birincisi, dondurulması için bir tuzlu su buzu küpünün saf su buzundan daha düşük bir sıcaklıkta olması gerektiğidir.
Diğer sebep ise küpün üzerindeki su yüzey tabakasının da daha düşük sıcaklıkta olmasıdır. Her buz küpünün yüzeyinde sıvı ve katı haldeki su arasında bir değişim süreci gerçekleşir. Sudaki tuzun varlığı, sıvı suyun donma noktasını düşürerek bu değişimin denge noktasını düşürür. Sonuç olarak, tuzlu su küpünün yüzeyinde hissettiğiniz su, saf su küpünden daha soğuktur. Bu dinamik aynı zamanda buzla temas eden suyun donmasını da önler, bu nedenle tuzun buzu eritiyor gibi görünmesinin nedeni budur.