Pada musim sejuk, jalan-jalan yang berais dan trotoar ditaburkan dengan garam untuk menghilangkan keadaan berais dan memberikan pergerakan yang selamat untuk pejalan kaki dan pelbagai kenderaan. Ini adalah garam yang digunakan untuk alasan - ada penjelasan saintifik untuk ini dari sudut pandang fizik.
Apa yang meleleh?
Peleburan adalah proses fizikal di mana zat berpindah dari satu keadaan pengagregatan ke keadaan yang lain, iaitu dari pepejal kristal ke cecair. Untuk lebur, syarat tertentu mesti dipenuhi. Setiap bahan mempunyai titik lebur sendiri atau julat suhu tertentu. Dalam kes ini, ais atau salji berubah menjadi air dengan penyertaan garam. Dalam keadaan normal dan tanpa pengaruh luaran, suhu lebur salji adalah 0 ℃.
Yang sangat penting adalah kenyataan bahawa campuran bahan biasanya mencair pada suhu yang lebih rendah daripada bahan yang sama secara berasingan. Contohnya, anda boleh mengambil logam bersyarat A dengan takat lebur 500 ℃. Sekiranya anda menambahkan logam lain untuk membuat sejenis aloi, maka titik lebur aloi ini akan lebih rendah - contohnya, 480 ℃. Situasi serupa berlaku dengan salji dan garam.
Fakta menarik: garam dengan cara yang tidak biasa mempengaruhi air dan dalam proses mendidih. Air tawar mendidih pada suhu 100 ℃, tetapi jika garam ditambahkan dan larut di dalamnya, takat didih akan meningkat. Tahap tepat bergantung kepada kepekatan garam di dalam air.Sebagai contoh, jika larutan itu mengandungi 20% garam, maka ia akan mendidih pada suhu 105 ℃.
Bagaimana salji mencair dengan garam?
Untuk memahami proses ini, kita dapat memberikan contoh percubaan sederhana. Adalah perlu untuk mengumpulkan setengah gelas salji dan meletakkan segenggam lain di papan, tunggu sehingga salji mencair di papan. Sekiranya anda meletakkan gelas di atas air yang terbentuk dan mengukur suhu di dalamnya, maka ia akan mendekati 0 ℃.
Sekarang anda harus mencurahkan sedikit garam ke dalam gelas, campurkan dan segera mengukur suhu lagi. Anehnya, termometer akan menunjukkan kira-kira -18 ℃. Selepas beberapa minit, suhu akan mula meningkat, tetapi bahagian bawah gelas akan membeku ke pinggan. Mengapa ia berlaku?
Semasa garam ditambahkan ke dalam gelas, titik lebur ais turun dengan mendadak. Ia boleh kira-kira -21 ℃. Untuk mencairkan ais, sejumlah besar tenaga diperlukan. Ia diambil dari persekitaran dan campuran. Dalam contoh ini, kolam air di papan dengan cepat membeku. Oleh itu, suhu campuran salji dan garam dikurangkan.
Fenomena inilah yang digunakan dalam ais. Apabila ais ditaburkan dengan garam, lapisan khas terbentuk. Campuran salji dan garam mencair kerana suhu pembekuan lapisan ini menurun. Secara beransur-ansur, filem larutan garam air muncul, yang mengembang dan mengembang, sehingga meningkatkan luas hubungan ais dan garam. Proses ini berlangsung sehingga semua ais cair. Tenaga diambil dari udara di sekitarnya, oleh itu lebih sejuk untuk berdiri di atas buburan salji dan garam yang dihasilkan.
Sekiranya kita menganggap proses ini pada tahap fizikal yang lebih kompleks, maka ais ditutup dengan lapisan tipis air cair. Ia terbentuk kerana molekul yang sangat cepat melepaskan diri dari kristal ais utama. Air separa cair mengeras dengan cepat pada suhu rendah. Garam membantu mengurangkan kepekatan molekul ini dan mencegah air daripada membeku.
Mengapa rawatan garam berbahaya untuk jalan raya?
Walaupun terdapat kaedah ini dalam memerangi ais, ia mempunyai banyak kekurangan. Apabila salji, digabungkan dengan garam, mencair, cecair kotor muncul dengan sebilangan besar sebatian klorin. Bahan-bahan ini memberi kesan negatif kepada tanaman, tanah, serta kasut dan tayar kenderaan di sekitarnya.
Atas sebab ini, satu set peraturan telah ditetapkan yang mesti dipatuhi ketika memproses lapisan dengan garam. Khususnya, ia mematuhi dos. Maksimum 450 g garam mesti digunakan setiap meter persegi tanah. Dalam produk anti-ais industri, natrium klorida juga digunakan, tetapi selain itu, bahan tambahan khas terdapat dalam komposisi, yang mengurangkan bahaya dari garam.
Campuran beberapa bahan mencair pada suhu yang lebih rendah daripada bahan yang sama diambil secara berasingan. Prinsip ini berfungsi dengan garam dan salji. Dalam keadaan normal, salji mula mencair pada suhu 0 ℃. Sekiranya dicampurkan dengan garam, proses ini sudah bermula pada -18 ℃. Kesan campuran garam dan ais digunakan untuk memerangi berais di jalan raya. Tetapi tidak lebih dari 450 g garam dapat digunakan per meter persegi lapisan, kerana sebatian klorida yang dihasilkan berbahaya bagi alam sekitar, kasut dan tayar kereta.