NộI Dung
Muối thường được sử dụng trong các máy làm kem để làm cho nước xung quanh hộp đựng bên trong đủ lạnh để làm đông lạnh kem. Trên thực tế, trong vòng nửa giờ hoặc lâu hơn, nước siêu lạnh có thể đóng băng kem ngọt đủ để biến nó thành kem. Làm thế nào để muối làm cho nước lạnh?
Vật lý nước
Để hiểu hiện tượng này tốt hơn đòi hỏi sự hiểu biết về mối quan hệ giữa nhiệt độ và trạng thái vật lý của nước. Sự chuyển động của các phân tử nước phụ thuộc vào nhiệt độ của nước. Nhiệt độ ấm có nghĩa là chuyển động nhanh. Nếu chuyển động đủ nhanh, hơi nước được tạo ra. Nhiệt độ lạnh có nghĩa là ít chuyển động cho đến khi nhiệt độ đạt đến điểm thấp đủ để ngăn chặn chuyển động phân tử hoàn toàn trong một quá trình chúng ta gọi là đóng băng.
Điểm đóng băng
Vậy làm thế nào để muối (natri clorua) làm cho nước lạnh hơn? Về bản chất, nó không. Muối có tác dụng làm giảm điểm đóng băng của nước để nước có thể trở nên lạnh hơn 32 độ F (0 độ C) trước khi nó biến thành băng. Trên thực tế, nước chứa muối có thể đạt tới nhiệt độ gần âm 6 độ F.
Khi kem được làm, kem được đặt vào hộp và xoay trong bồn nước đá. Nếu không có muối vào bồn nước đá, nhiệt độ thấp nhất có thể đạt được là 32 độ F. Trong khi kem có thể đóng băng ở nhiệt độ này, nó có thể làm điều đó nhanh hơn ở nhiệt độ thấp hơn. Khi muối được thêm vào dung dịch nước đá (thường là muối đá trong quá trình làm kem), nó tiếp xúc với lớp nước mỏng trên bề mặt băng tan. Muối hòa tan và nước trở nên mặn. Nước muối này có điểm đóng băng thấp hơn, do đó nhiệt độ của bồn nước đá có thể lạnh hơn, do đó làm lạnh kem nhanh hơn.
Công dụng của muối làm tan băng
Nguyên tắc muối hạ thấp điểm đóng băng của nước được sử dụng thường xuyên để giữ đường an toàn trong mùa đông. Trong các sự kiện băng tuyết, xe tải rải một lớp muối mỏng trên đường. Điều này khiến tuyết và băng tan chảy khi va chạm thay vì đóng băng và làm cho đường ướt hơn là băng giá và nguy hiểm. Tuy nhiên, có một giới hạn về cách nước lạnh có thể trở thành trước khi đóng băng; ở nhiệt độ cực kỳ khắc nghiệt, áp dụng cát vào đường để tăng ma sát sẽ hữu ích hơn so với áp dụng muối. Các loại muối khác ngoài natri clorua có thể được sử dụng ở nhiệt độ lạnh hơn. Canxi clorua và magiê clorua, ví dụ, có thể làm tan băng ở nhiệt độ thấp. Tuy nhiên, một số hợp chất này có thể gây bất lợi cho môi trường và đôi khi chỉ được sử dụng.
Tác dụng của đá nghiền
Sử dụng đá nghiền với muối sẽ cung cấp diện tích bề mặt lớn hơn mà muối có thể được hòa tan, dẫn đến sự tan chảy nhanh hơn. Ví dụ, sử dụng nhiều miếng đá nghiền trong máy làm kem của bạn sẽ hiệu quả hơn so với sử dụng ít khối lớn hơn.
Đun sôi nước muối
Mặc dù muối sẽ hạ thấp điểm đóng băng của nước, nhưng nó không hạ thấp điểm sôi. Trên thực tế, nước mặn sẽ sôi ở nhiệt độ cao hơn nước không mặn. Một lần nữa, thêm muối vào nước không làm giảm nhiệt độ.