Conţinut
- TL; DR (Prea lung; nu a citit)
- Când moleculele îngheață
- Amestecând-o
- Înlăturarea presiunii
- Gheață caldă uimitoare
Două tipuri de schimbări, una chimică și una fizică, pot afecta punctul de îngheț al unei substanțe. Puteți scădea punctul de îngheț al unor lichide amestecând o a doua substanță solubilă în ele; astfel, sarea rutieră împiedică apa topită de la îngheț la temperaturi reci. Abordarea fizică, schimbând presiunea, poate reduce și punctul de îngheț al unui lichid; De asemenea, poate produce forme solide neobișnuite ale unei substanțe care nu sunt văzute la presiunea atmosferică normală.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
Antigelul scade punctul de îngheț al apei, păstrându-l lichid la temperaturi scăzute. Și zahărul și sarea vor face acest lucru, deși într-o măsură mai mică.
Când moleculele îngheață
Forțele electrice dintre molecule determină temperaturile la care o substanță îngheață și fierbe; cu cât forțele sunt mai puternice, cu atât temperatura este mai mare. Multe metale, de exemplu, sunt legate de forțe puternice; punctul de topire al fierului este de 1.535 grade Celsius (2.797 grade Fahrenheit). Forțele dintre moleculele de apă sunt considerabil mai slabe; apa îngheață la zero grade C (32 grade F). Amestecurile de solvenți și variațiile de presiune reduc forțele dintre molecule, scăzând punctul de îngheț al lichidelor.
Amestecând-o
Amestecând un lichid cu o altă substanță compatibilă, reduceți punctul de îngheț al lichidului. Substanțele trebuie să fie compatibile pentru a asigura o amestecare completă; uleiul și apa, de exemplu, se separă și nu vor schimba punctul de îngheț. Un amestec de sare de masă și apă are un punct de îngheț mai mic, la fel ca și un amestec apă-alcool. Chimiștii pot prezice diferența de temperatură din punctul de înghețare aplicând o formulă care ține cont de cantitățile de substanță implicate și o constantă asociată celei de-a doua substanțe. De exemplu, dacă calculați pentru apă și clorură de sodiu și rezultatul este -2, asta înseamnă că punctul de îngheț al amestecului este cu 2 grade C (3,6 grade F) mai mic decât pentru apa pură.
Înlăturarea presiunii
Modificările de presiune pot ridica sau scădea punctul de îngheț al unei substanțe. În general, presiunile mai mici de 1 atmosferă scad temperatura la care o substanță îngheață, dar pentru apă, o presiune mai mare dă un punct de îngheț mai mic. Forța unei presiuni se schimbă în forțele moleculare deja în joc într-o substanță. Pentru apa la presiuni scăzute, vaporii se transformă direct pe gheață fără a deveni un lichid.
Gheață caldă uimitoare
Apa are mai multe faze solide, fiecare observată la cantități diferite de presiune. Gheața standard, pe care oamenii de știință o numesc „Ice I”, există la presiunea atmosferică și are o structură hexagonală caracteristică cristalului. La temperaturi sub minus 80 grade C (minus 112 grade F), cristale cubice de gheață se pot forma din vapori la 1 atmosferă de presiune. La presiuni mari, se formează tipuri exotice de gheață; oamenii de știință le identifică ca Ice II până la Ice XV. Aceste forme de gheață pot rămâne solide la temperaturi care depășesc 100 grade C (212 grade F) - punctul de fierbere al apei la 1 atmosferă de presiune.