Zimi se ledene ceste i pločnici posipaju solju kako bi se riješili ledenih uvjeta i osigurali sigurno kretanje pješacima i raznim vozilima. To je sol koja se koristi s razlogom - za to postoji znanstveno objašnjenje s gledišta fizike.
Što se topi?
Taljenje je fizički proces tijekom kojeg tvar prelazi iz jednog stanja agregacije u drugo, to jest iz kristalne krute tvari u tekućinu. Za taljenje moraju biti ispunjeni određeni uvjeti. Svaka tvar ima svoje talište ili određeno područje temperature. U ovom se slučaju led ili snijeg pretvara u vodu uz sudjelovanje soli. U normalnom stanju i bez vanjskog utjecaja, temperatura taljenja snijega je 0 ℃.
Od velike je važnosti činjenica da se mješavina tvari tali na nižoj temperaturi od istih tvari odvojeno. Na primjer, možete uzeti kondicionirani metal A s talištem 500 ℃. Ako mu dodate drugi metal da napravite neku vrstu legure, tada će talište ove legure biti niže - na primjer, 480 ℃. Slična se situacija događa sa snijegom i soli.
Zanimljiva činjenica: sol na neobičan način utječe na vodu i u procesu ključanja. Svježa voda kuha na 100 ℃, ali ako joj se doda sol i otopi, vrelina će se povećati. Točan stupanj ovisi o koncentraciji soli u vodi.Na primjer, ako otopina sadrži 20% soli, tada će ključati pri temperaturi od 105 ℃.
Kako se snijeg topi sa soli?
Da bi se razumio ovaj postupak, primjer se može navesti jednostavan eksperiment. Potrebno je skupiti pola čaše snijega i staviti još šaku na dasku, pričekati dok se snijeg ne otopi. Ako stavite čašu na nastalu vodu i izmjerite temperaturu unutar nje, tada će biti blizu 0 ℃.
Sada bi trebali uliti malo soli u čašu, pomiješati i odmah opet izmjeriti temperaturu. Iznenađujuće, termometar će pokazati otprilike -18 ℃. Nakon nekoliko minuta temperatura će početi rasti, ali dno čaše će se smrznuti do tanjura. Zašto se to događa?
Kad je u čašu dodana sol, talište leda naglo je opalo. Može biti oko -21 ℃. Za topljenje leda potrebna je velika količina energije. Uzima se iz okoline i smjese. U ovom primjeru, bazen vode na dasci brzo se smrznuo. Tako se snižava temperatura mješavine snijega i soli.
Upravo se ta pojava koristi u ledu. Kad se led posipa solju, nastaje poseban sloj. Smjesa snijega i soli topi se kako temperatura smrzavanja ovog sloja pada. Postupno se pojavljuje film vodeno-solne otopine koji se širi i širi, povećavajući tako područje dodira leda i soli. Taj proces traje dok se sav led nije rastopio. Energija se uzima iz okolnog zraka, stoga je hladnije stajati na rezultirajućoj suspenziji snijega i soli.
Ako ovaj postupak smatramo složenijom fizičkom razinom, tada je led prekriven tankim slojem kvazi tekuće vode. Nastaje zbog vrlo brzih molekula koje se odvajaju od glavnog kristala leda. Kvazi tekuća voda brzo se stvrdnjava na niskim temperaturama. Sol pomaže smanjiti koncentraciju tih molekula i sprječava zamrzavanje vode.
Zašto je obrada soli opasna za ceste?
Unatoč rasprostranjenosti ove metode u borbi protiv leda, ima puno nedostataka. Kad se snijeg, u kombinaciji sa solju, rastopi, pojavljuje se prljava tekućina s velikim brojem klornih spojeva. Te tvari negativno utječu na okolne biljke, tlo, kao i na cipele za pješake i gume za vozila.
Iz tog razloga uspostavljen je skup pravila koja se moraju pridržavati prilikom obrade premaza solju. Posebno je udovoljavanje doziranju. Na kvadratni metar zemlje mora se koristiti maksimalno 450 g soli. U industrijskim proizvodima protiv zaleđivanja koristi se i natrijev klorid, ali osim njega, u sastavu postoje posebni aditivi koji smanjuju štetu od soli.
Smjesa nekoliko tvari topi se na nižoj temperaturi od istih tvari koje se uzimaju odvojeno. Ovaj princip djeluje sa soli i snijegom. U normalnim uvjetima, snijeg se počinje topiti na 0 ℃. Ako se pomiješa sa solju, taj postupak započinje već na -18 ℃. Učinak mješavine soli i leda koristi se za borbu protiv leda na cestama. Ali na kvadratni metar obloge ne može se koristiti više od 450 g soli, jer nastali kloridni spojevi štetno djeluju na okoliš, obuću i automobilske gume.