Сіль часто використовують у виробниках морозива, щоб зробити воду, що оточує внутрішню посудину, досить холодною, щоб заморозити крем. Насправді, протягом півгодини або близько того, суперхолодна вода може заморозити підсолоджені вершки настільки, щоб перетворити їх на морозиво. Як сіль робить воду такою холодною?
Фізика води
Щоб краще зрозуміти це явище, потрібно розуміти взаємозв'язок між температурою та агрегатним станом води. Рух молекул води залежить від температури води. Тепла температура означає швидкий рух. Якщо рух стає досить швидким, утворюється пара. Холодні температури означають менший рух, поки температура не досягне рівня, достатньо низького, щоб повністю зупинити рух молекул у процесі, який ми називаємо замерзанням.
Точка замерзання
То як сіль (хлорид натрію) робить воду холоднішою? По суті, це не так. Сіль працює на зниження температури замерзання води, тому вода може стати холоднішою за 32 градуси за Фаренгейтом (нуль градусів Цельсія), перш ніж вона перетвориться на лід. Насправді вода, що містить сіль, може досягати температури майже мінус 6 градусів за Фаренгейтом.
Коли готують морозиво, його кладуть у каністру і обертають у крижаній ванні. Якщо в крижану ванну не додають сіль, найнижча температура, яку вона може досягти, становить 32 градуси за Фаренгейтом. Хоча крем може замерзнути при цій температурі, він може зробити це швидше при нижчій температурі. Коли сіль додають у крижану ванну (зазвичай кам’яна сіль при приготуванні морозива), вона контактує з тонким шаром води на поверхні талого льоду. Сіль розчиняється, і вода стає солоною. Ця солона вода має нижчу температуру замерзання, тому температура крижаної ванни може стати ще холоднішою, тим самим швидше заморожуючи морозиво.
Використання солі для танення льоду
Принцип сольового зниження температури замерзання води часто використовується для забезпечення безпеки доріг взимку. Під час снігових та крижаних подій вантажівки розсипають тонкий шар солі на проїжджих частинах. Це призводить до танення снігу та льоду при ударі, а не замерзання, і робить дороги вологими, а не крижаними та небезпечними. Однак існує обмеження того, як може стати холодна вода перед замерзанням; при надзвичайно морозних температурах нанесення піску на дороги для збільшення тертя корисніше, ніж нанесення солі. Типи солей, крім хлориду натрію, можна використовувати при більш низьких температурах. Наприклад, хлорид кальцію та хлорид магнію можуть плавити лід при низьких температурах. Однак деякі з цих сполук можуть бути шкідливими для навколишнього середовища і використовуються лише зрідка.
Ефекти дроблення льоду
Використання подрібненого льоду з сіллю забезпечить більшу площу поверхні, на якій може розчинятися сіль, що призводить до швидшого танення. Наприклад, використання більшої кількості шматочків подрібненого льоду у вашому виробнику морозива буде ефективнішим, ніж використання меншої кількості великих кубиків.
Кипляча солона вода
Хоча сіль буде знижувати температуру замерзання води, вона не знижує температуру кипіння. Насправді солона вода буде кипіти при більш високій температурі, ніж несолона. Знову ж таки, додавання води у воду не знижує температуру.