Два типи змін, одна хімічна та одна фізична, можуть вплинути на точку замерзання речовини. Ви можете знизити температуру замерзання деяких рідин, змішавши в них другу, розчинну речовину; саме так дорожня сіль утримує талу воду від замерзання при низьких температурах. Фізичний підхід, змінюючи тиск, також може знизити температуру замерзання рідини; Він також може утворювати незвичні тверді форми речовини, які не спостерігаються при нормальному атмосферному тиску.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Антифриз знижує температуру замерзання води, зберігаючи її рідиною при низьких температурах. Цукор і сіль також будуть робити це, хоча і в меншій мірі.
Коли молекули завмирають
Електричні сили між молекулами визначають температури, при яких речовина замерзає і закипає; чим сильніші сили, тим вища температура. Багато металів, наприклад, пов'язані сильними силами; температура плавлення заліза становить 1535 градусів Цельсія (2797 градусів за Фаренгейтом). Сили між молекулами води значно слабші; вода замерзає при нульових градусах С (32 градусів за Фаренгейтом). Суміші розчинників та коливання тиску зменшують сили між молекулами, знижуючи температуру замерзання рідин.
Перемішуючи це
Змішуючи одну рідину з іншою сумісною речовиною, ви знижуєте температуру замерзання рідини. Речовини повинні бути сумісними для забезпечення повного змішування; олія та вода, наприклад, розділяються і не змінять температуру замерзання. Суміш кухонної солі та води має нижчу температуру замерзання, як і водно-спиртова суміш. Хіміки можуть передбачити різницю температур у точці замерзання, застосовуючи формулу, яка враховує кількість задіяної речовини та константу, пов’язану з другою речовиною. Наприклад, якщо розрахувати для води та хлориду натрію, а результат дорівнює -2, це означає, що температура замерзання суміші на 2 градуси С нижче, ніж для чистої води.
Вимкнення тиску
Зміни тиску можуть підвищувати або знижувати температуру замерзання речовини. Як правило, тиск нижче 1 атмосфери знижує температуру, при якій речовина замерзає, але для води вищий тиск дає нижчу температуру замерзання. Сила від тиску змінюється на молекулярні сили, що вже діють у речовині. Для води при низькому тиску пара безпосередньо перетворюється на лід, не перетворюючись на рідину.
Дивовижний гарячий лід
Вода має кілька твердих фаз, кожна з яких спостерігається при різному тиску. Стандартний лід, який вчені називають льодом I, існує під атмосферним тиском і має характерну гексагональну кристалічну структуру. При температурі нижче мінус 80 градусів С (мінус 112 градусів за Фаренгейтом) кубічні кристали льоду можуть утворюватися з пари при 1 атмосфері тиску. Під високим тиском утворюються екзотичні типи льоду; вчені ідентифікують їх як Кригу II до Крижа XV. Ці форми льоду можуть залишатися твердими при температурі, що перевищує 100 градусів С (212 градусів F) - температурі кипіння води при 1 атмосфері тиску.