في فصل الشتاء ، يتم رش الطرق الجليدية والأرصفة بالملح للتخلص من الظروف الجليدية وتوفير حركة آمنة للمشاة والمركبات المختلفة. إنه الملح الذي يستخدم لسبب ما - هناك تفسير علمي لهذا من وجهة نظر الفيزياء.
ما هو الذوبان؟
الانصهار هو عملية فيزيائية تمر خلالها مادة من حالة تراكم إلى أخرى ، أي من مادة صلبة بلورية إلى سائلة. للذوبان ، يجب استيفاء شروط معينة. كل مادة لها نقطة انصهار خاصة بها أو نطاق درجة حرارة معين. في هذه الحالة ، يتحول الثلج أو الثلج إلى ماء بمشاركة الملح. في حالة طبيعية وبدون تأثير خارجي ، تكون درجة حرارة انصهار الثلج 0 ℃.
من الأهمية بمكان حقيقة أن خليطًا من المواد يذوب عادة عند درجة حرارة أقل من نفس المواد بشكل منفصل. على سبيل المثال ، يمكنك أخذ معدن تقليدي A بنقطة انصهار تبلغ 500 ℃. إذا قمت بإضافة معدن آخر إليه لصنع نوع من السبائك ، فستكون نقطة انصهار هذه السبائك أقل بالفعل - على سبيل المثال ، 480 ℃. تحدث حالة مماثلة مع الثلج والملح.
حقيقة مثيرة للاهتمام: الملح بطريقة غير معتادة يؤثر على الماء وفي عملية الغليان. يغلي الماء العذب عند 100 ℃ ، ولكن إذا تمت إضافة الملح وإذابته فيه ، فستزداد نقطة الغليان. تعتمد الدرجة الدقيقة على تركيز الملح في الماء.على سبيل المثال ، إذا كان المحلول يحتوي على 20٪ ملح ، فسيغلي عند درجة حرارة 105 ℃.
كيف تذوب الثلوج بالملح؟
لفهم هذه العملية ، يمكننا أن نعطي كمثال تجربة بسيطة. من الضروري جمع نصف كوب من الثلج ووضع حفنة أخرى على اللوح ، وانتظر حتى يذوب الثلج على اللوح. إذا قمت بوضع كوب على الماء المشكل وقياس درجة الحرارة بداخله ، فسيكون قريبًا من 0 ℃.
الآن يجب أن تصب القليل من الملح في كوب ، وتخلط وقياس درجة الحرارة على الفور مرة أخرى. والمثير للدهشة أن ميزان الحرارة سيظهر تقريبًا -18 ℃. بعد بضع دقائق ، ستبدأ درجة الحرارة في الارتفاع ، لكن قاع الزجاج سيتجمد إلى الطبق. لماذا يحدث ذلك؟
عندما تمت إضافة الملح إلى الزجاج ، انخفضت نقطة انصهار الجليد بشكل حاد. يمكن أن يكون حوالي -21 ℃. لإذابة الجليد ، يلزم كمية كبيرة من الطاقة. يؤخذ من البيئة والمزيج. في هذا المثال ، تجمدت مجموعة من الماء على اللوح الخشبي بسرعة. وبالتالي ، يتم تقليل درجة حرارة خليط الثلج والملح.
هذه الظاهرة هي التي تستخدم في الجليد. عندما يرش الثلج بالملح ، تتكون طبقة خاصة. يذوب خليط الثلج والملح مع انخفاض درجة حرارة التجمد لهذه الطبقة. تدريجيا ، يظهر فيلم من محلول الملح المائي ، الذي يتوسع ويتوسع ، وبالتالي زيادة مساحة التلامس مع الجليد والملح. تستمر هذه العملية حتى يذوب كل الثلج. يتم أخذ الطاقة من الهواء المحيط ، لذلك من الأبرد الوقوف على ملاط الثلج والملح الناتج.
إذا اعتبرنا هذه العملية على مستوى فيزيائي أكثر تعقيدًا ، فإن الجليد مغطى بطبقة رقيقة من الماء شبه السائل. يتكون بسبب جزيئات سريعة جدا تنفصل عن بلورة الثلج الرئيسية. تصلب المياه شبه السائلة بسرعة عند درجات الحرارة المنخفضة. يساعد الملح على تقليل تركيز هذه الجزيئات ويمنع تجمد الماء.
لماذا تعتبر معالجة الملح خطيرة للطرق؟
على الرغم من انتشار هذه الطريقة في مكافحة الجليد ، إلا أن لها الكثير من العيوب. عندما يذوب الثلج مع الملح ، يظهر سائل قذر مع عدد كبير من مركبات الكلور. تؤثر هذه المواد سلبًا على النباتات والتربة المحيطة وأحذية المشاة وإطارات المركبات.
لهذا السبب ، تم وضع مجموعة من القواعد التي يجب اتباعها عند معالجة الطلاء بالملح. على وجه الخصوص ، هو الامتثال للجرعة. يجب استخدام 450 جم من الملح كحد أقصى لكل متر مربع من الأرض. في المنتجات الصناعية المضادة للجليد ، يتم استخدام كلوريد الصوديوم أيضًا ، ولكن بالإضافة إلى ذلك ، هناك إضافات خاصة في التركيبة تقلل من الضرر الناتج عن الملح.
يذوب خليط من عدة مواد عند درجة حرارة أقل من نفس المواد المأخوذة بشكل منفصل. يعمل هذا المبدأ مع الملح والثلج. في الظروف العادية ، يبدأ الثلج في الذوبان عند 0 0. إذا تم خلطها بالملح ، تبدأ هذه العملية بالفعل عند -18 ℃. يستخدم تأثير مزيج من الملح والجليد لمكافحة الجليد على الطرق. ولكن لا يمكن استخدام أكثر من 450 جم من الملح لكل متر مربع من الطلاء ، نظرًا لأن مركبات الكلوريد الناتجة ضارة بالبيئة والأحذية وإطارات السيارات.
