Ziemā apledojušos ceļus un ietves apkaisa ar sāli, lai atbrīvotos no apledojuma apstākļiem un nodrošinātu gājēju un dažādu transportlīdzekļu drošu pārvietošanos. Tas ir sāls, ko izmanto iemesla dēļ - tam ir zinātnisks skaidrojums no fizikas viedokļa.
Kas kūst?
Kausēšana ir fizisks process, kura laikā viela pāriet no viena agregācijas stāvokļa citā, tas ir, no kristāliskas cietas vielas uz šķidrumu. Kausēšanai ir jāizpilda noteikti nosacījumi. Katrai vielai ir sava kušanas temperatūra vai noteikts temperatūras diapazons. Šajā gadījumā ledus vai sniegs pārvēršas ūdenī, piedaloties sālim. Normālā stāvoklī un bez ārējas ietekmes sniega kušanas temperatūra ir 0 ℃.
Liela nozīme ir faktam, ka vielu maisījums parasti kūst zemākā temperatūrā nekā tās pašas vielas atsevišķi. Piemēram, jūs varat ņemt parasto metālu A, kura kušanas temperatūra ir 500 ℃. Ja jūs tam pievienojat citu metālu, lai izveidotu kāda veida sakausējumu, tad šī sakausējuma kušanas temperatūra jau būs zemāka - piemēram, 480 ℃. Līdzīga situācija ir ar sniegu un sāli.
Interesants fakts: sāls neparastā veidā ietekmē ūdeni un vārīšanās procesu. Saldūdens vārās 100 ℃ temperatūrā, bet, ja tajā pievieno un izšķīdina sāli, viršanas temperatūra palielinās. Precīza pakāpe ir atkarīga no sāls koncentrācijas ūdenī.Piemēram, ja šķīdums satur 20% sāls, tad tas vārīsies temperatūrā 105 ℃.
Kā sniegs kūst ar sāli?
Lai izprastu šo procesu, kā piemēru varam minēt vienkāršu eksperimentu. Jāsavāc puse glāzes sniega un jāliek vēl nedaudz sauju uz tāfeles, jāgaida, līdz sniegā izkusis sniegs. Ja jūs ieliekat glāzi uz izveidotā ūdens un izmērīsit temperatūru tā iekšpusē, tad tā būs tuvu 0 ℃.
Tagad jums vajadzētu ielej nedaudz sāls glāzē, samaisa un nekavējoties atkal mēra temperatūru. Pārsteidzoši, ka termometrs parādīs aptuveni -18 ℃. Pēc dažām minūtēm temperatūra sāk celties, bet apakšējā glāze primerznet līdz plāksnei. Kāpēc tas notiek?
Kad vārglāzei pievienoja sāli, ledus kušanas temperatūra strauji samazinājās. Tas var būt apmēram -21 ℃. Lai izkausētu ledu, nepieciešams liels enerģijas daudzums. Tas tiek ņemts no vides un maisījuma. Šajā piemērā ūdens baseins uz dēļa ātri iesaldēja. Tādējādi tiek samazināta sniega un sāls maisījuma temperatūra.
Tieši šī parādība tiek izmantota ledū. Kad ledu pārkaisa ar sāli, veidojas īpašs slānis. Sniega un sāls maisījums kūst, samazinoties šī slāņa sasalšanas temperatūrai. Pakāpeniski parādās ūdens-sāls šķīduma plēve, kas izplešas un izplešas, tādējādi palielinot ledus un sāls saskares laukumu. Šis process ilgst līdz viss ledus ir izkusis. Enerģija tiek ņemta no apkārtējā gaisa, tāpēc stāvēt uz gruvešiem, ko rada sniegs un sāls, ir vēsāks.
Ja mēs uzskatām šo procesu sarežģītākā fiziskā līmenī, tad ledus ir pārklāts ar plānu kvazi šķidrā ūdens kārtu. Tas veidojas tāpēc, ka ļoti ātras molekulas atdalās no galvenā ledus kristāla. Kvazi šķidrs ūdens zemā temperatūrā ātri sacietē. Sāls palīdz samazināt šo molekulu koncentrāciju un novērš ūdens sasalšanu.
Kāpēc sāls apstrāde ir bīstama ceļiem?
Neskatoties uz šīs metodes izplatību cīņā pret ledu, tai ir daudz trūkumu. Kad sniegs, apvienojumā ar sāli, kūst, parādās netīrs šķidrums ar lielu skaitu hlora savienojumu. Šīs vielas negatīvi ietekmē apkārtējos augus, augsni, kā arī gājēju apavus un transportlīdzekļu riepas.
Šī iemesla dēļ ir izveidots noteikumu kopums, kas jāievēro, apstrādājot pārklājumu ar sāli. Jo īpaši tā ir atbilstība devai. Uz kvadrātmetru zemes jāizmanto ne vairāk kā 450 g sāls. Rūpnieciskajos pretapledojuma izstrādājumos tiek izmantots arī nātrija hlorīds, bet papildus tam sastāvā ir arī īpašas piedevas, kas samazina sāls radīto kaitējumu.
Vairāku vielu maisījums kūst zemākā temperatūrā nekā tās pašas vielas, kas ņemtas atsevišķi. Šis princips darbojas ar sāli un sniegu. Normālos apstākļos sniegs sāk kūst 0 ℃. Ja sajauc ar sāli, šis process sākas jau pie -18 ℃. Lai apkarotu apledošanu uz ceļiem, izmanto sāls un ledus maisījuma iedarbību. Bet uz kvadrātmetra pārklājuma var izmantot ne vairāk kā 450 g sāls, jo iegūtie hlorīdu savienojumi ir kaitīgi videi, apaviem un automašīnu riepām.