Снег соленый или нет

Почему лед тает под солью, несмотря на минусовую температуру зимой

Вы знаете, что можно посыпать солью обледеневшую дорогу или тротуар, чтобы в дальнейшем на них никто не поскользнулся? Но известно ли вам, как соль плавит лед? Что такое депрессия точки замерзания и как она работает, выясним в статье.

Почему лед тает под солью

Замерзшая вода тает под солью ввиду таких причин:

1. Соль помогает предотвратить повторное превращение воды в лед путем понижения температуры ее трансформации. Это явление называют депрессией точки замерзания.
2. Диапазон рабочих температур не одинаков для всех видов соли. Например, хлорид кальция понижает температуру застывания больше, чем хлорид натрия.
3. В дополнение к таянию льда депрессия точки замерзания может использоваться, чтобы изготовить мороженое без морозильника.

Депрессия точки замерзания

Соль растворяет лед ввиду того, что она понижает точку замерзания воды. Так каков этот процесс? Лед начнет таять лишь в том случае, если на его поверхности есть немного жидкости. Хорошей новостью является то, что вам не нужна большая лужа для достижения результата. Лед обычно покрыт тонкой водяной пленкой, и это все, что требуется.

Чистая вода застывает при 0°C. Вода с солью (или любой иной субстанцией) заледенеет, когда температура будет более низкой. Насколько должно быть холодно, зависит от агента, ликвидирующего гололед. Если вы бросите соль на лед тогда, когда температура не собирается подниматься до новой точки застывания соленого раствора, вы не получите выгоды. Например, если вы бросите столовую соль (натрия хлорид) на лед, когда на улице -17°С, то вы просто покроете лед слоем соли. Но если вы ту же соль положите на лед при температуре -9,5°С, вы сможете предотвратить вторичное застывание тающего льда. Магния хлорид работает до -15°С, а хлорид кальция – до -28,8°С.

Если температура снизится до той отметки, на которой солевой раствор может замерзнуть, энергия будет освобождаться и появятся связи, благодаря которым жидкость заледенеет. Этой энергии хватит, чтобы растопить немного чистого льда и продолжить процесс таяния.

Изготовление мороженого

Вы можете самостоятельно реализовать эффект понижения температуры замерзания, даже если у вас нет рядом заледеневшей дороги. Одним из способов является приготовление собственного мороженого в пакете, где смешивание соли с водой приводит к получению очень холодной смеси. Если вы хотите выяснить, как можно холодный лед получить с помощью соли, смешайте 0,935 кг обычной столовой соли с 2,8 кг колотого льда или снега. Будьте осторожны! Температура смеси опустится до -21°C, что может вызвать обморожение, если вы будете долго держать ее в руках.

Поваренная соль делится в воде на ионы натрия и хлорида. Сахар в воде растворяется, но на ионы не распадается. И все же добавление сахара в воду тоже влияет на температуру замерзания.

Другие субстанции

Реакция соли с водой не единственная, которая вызывает замерзание. Каждый раз, когда вы частицы добавляете в жидкость, температура замерзания снижается, а температура кипения повышается. Еще один отличный пример снижения температуры замерзания — водка. Этот алкогольный напиток содержит и воду, и этанол. В домашней морозилке обычно водка не превращается в лед, так как спирт понижает температуру видоизменения воды.

Источник

Почему соль заставляет снег таять?

В зимний период обледеневшие дороги и тротуары посыпают солью, чтобы избавиться от гололеда и обеспечить безопасное передвижение для пешеходов и различного транспорта. Именно соль используется неспроста – этому есть научное объяснение с точки зрения физики.

Что такое плавление?

Плавление – это физический процесс, во время которого вещество переходит из одного агрегатного состояния в другое, то есть из кристаллического твердого в жидкое. Для плавления требуется соблюдение некоторых условий. Каждое вещество имеет собственную температуру плавления или определенный диапазон температур. В данном случае лед или снег превращается в воду при участии соли. В нормальном состоянии и без внешнего воздействия температура плавления снега составляет 0℃.

Плавление льда происходит при температуре 0°C

Большое значение имеет тот факт, что смесь веществ обычно плавится при более низкой температуре, чем те же вещества по отдельности. Например, можно взять условный металл А с температурой плавления 500℃. Если к нему добавить другой металл, чтобы получился какой-нибудь сплав, то температура плавления данного сплава будет уже ниже – к примеру, 480℃. Аналогичная ситуация происходит со снегом и солью.

Как происходит таяние снега с солью?

Для понимания данного процесса можно привести в качестве примера простой эксперимент. Необходимо набрать полстакана снега и еще горсть положить на дощечку, дождаться пока снег на дощечке растает. Если поставить стакан на образовавшуюся воду и замерить температуру внутри него, то она будет близка 0℃.

Теперь следует всыпать немного соли в стакан, перемешать и сразу снова замерить температуру. Удивительно, но градусник покажет примерно -18℃. Через несколько минут температура начнет повышаться, но дно стакана примерзнет к дощечке. Почему так происходит?

Когда в стакан добавили соль, температура плавления льда резко понизилась. Она может быть равна около -21℃. Для расплавления льда требуется большое количество энергии. Она берется из окружающей среды и смеси. В данном примере быстро замерзла лужа воды на дощечке. Таким образом, понижается температура смеси снега и соли.

Именно это явление используется при гололеде. Когда лед посыпают солью, образуется особый слой. Смесь снега и соли тает, поскольку понижается температура замерзания этого слоя. Постепенно появляется пленка водно-солевого раствора, которая расширяется и расширяется, тем самым увеличивая площадь соприкосновения льда и соли. Этот процесс длится до тех пор, пока не растает весь лед. Энергия берется из окружающего воздуха, поэтому и стоять на образующейся кашице из снега и соли холоднее.

Если рассмотреть этот процесс на более сложном физическом уровне, то лед покрыт тонким слоем квазижидкой воды. Он образуется за счет очень быстрых молекул, отрывающихся от основного кристалла льда. Квазижидкая вода при низкой температуре быстро затвердевает. Соль способствует снижению концентрации данных молекул и не дает воде заледенеть.

Чем опасна обработка дорог солью?

Несмотря на распространенность данного метода в борьбе с гололедом, он имеет массу недостатков. Когда снег в сочетании с солью тает, появляется грязная жидкость с большим количеством соединений хлора. Эти вещества оказывают негативное влияние на окружающие растения, почву, а также обувь пешеходов и покрышки транспортных средств.

По этой причине установлен свод правил, которых нужно придерживаться при обработке покрытия солью. В частности это – соблюдение дозировки. На квадратный метр участка необходимо использовать максимум 450 г соли. В промышленных средствах для борьбы с обледенением тоже используется хлорид натрия, но кроме него в составе присутствуют специальные добавки, снижающие вред от соли.

Смесь из нескольких веществ плавится при более низкой температуре, чем те же вещества, взятые по отдельности. Этот принцип работает с солью и снегом. В обычных условиях снег начинает таять при 0℃. Если его смешать с солью, данный процесс запуститься уже при -18℃. Эффект смеси соли и льда используют для борьбы с гололедом на дорогах. Но на квадратный метр покрытия можно использовать не больше 450 г соли, поскольку образующиеся хлоридные соединения наносят вред окружающей среде, обуви и покрышкам авто.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Зачем солить снег? Почему к борьбе с гололедом снова готовят соль

Первое осеннее похолодание – и столичные чиновники отрапортовали, что запаслись солью на случай гололеда сполна, ее хватит практически до весны. Снова соль, от которой страдают деревья, обувь, животные и машины. Хотя неоднократно обещали заменить ее на более щадящие смеси. Чем же так опасна соль, которой посыпают зимой дороги, и на что ее можно заменить?

Из чего состоит «гремучая» смесь?

«Весь теплый период года идет подготовка к зиме. И уже в августе ДЭУ (дорожно-эксплуатационные управления) обеспечены солью на 87-92% от потребности. Это один из лучших показателей в Украине», — отметил он. И уточнил, что, согласно плану подготовки к осенне-зимнему периоду, до 1 ноября должно быть заготовлено 38 тыс. тонн соли. В настоящее время в ДЭУ есть уже почти 40 тыс. тонн. А расчетное количество соли для столичных дорог составляет 59,2 тыс. тонн на весь осенне-зимний период. Но это – в среднем. Ведь многое зависит от погодных условий. А в этом плане год на год не приходится. Например, в прошлый сезон было использовано 38 тыс. тонн солевых смесей.

В то же время, экологи утверждают, что для посыпки дорог в столице к имеющейся соли (где-то на уровне от 35 тыс. тонн) обычно добавляют 50 тыс. тонн песка и плюс — химические реагенты. И вот в них, в реагентах, – вся соль, точнее, весь вред. Из-за них ржавеют автомобили, портится обувь, болят лапы у домашних питомцев. Ими забиваются ливневки, из-за них «сгорает» растительность и даже погибают деревья. А весной все, что не убрали с улиц, стекает в водоемы, уничтожая их, а также — попадает горожанам в легкие и в глаза.

«Список претензий к этой «посыпке» настолько велик, что невольно задумаешься, а стоит ли применять вообще реагенты на наших улицах? С одной стороны, плохо расчищенные тротуары ведут к повышенному травматизму людей зимой, а скользкие дороги увеличивают случаи аварийности. С другой стороны – это несомненно огромный вред для людей, машин и для экологии», — говорит глава Национальной экологической рады Украины Александр Чистяков.

По его словам, хоть реагенты вместе с солью спасают людей от скользких дорог и, в то же время, они же бьют по нашим кошелькам и по здоровью. Соль на дорогах-катках превращается в бедствие. Испарения натрия хлорида вызывают респираторные заболевания. Но больше всего химические вещества повреждают лапы животных, что приводит к ожогам и дерматитам. Поэтому после прогулки ветеринары советуют тщательно мыть своему питомцу лапы. А в те дни, когда коммунальщики особенно щедро «солят» тротуары, собакам, особенно маленьких пород, желательно надевать на лапки специальную «обувь».

Что же представляют собою реагенты? Это хлористый кальций, натрий и магний, которые смешаны в таких пропорциях и в такой комбинации, что резко негативно влияют на окружающую среду, на флору и фауну, на людей и даже на бетон, сталь, резину, кожу и многие другие материалы. Многим после зимы приходится выбрасывать пару испорченных солью ботинок, а в некоторых городах весной асфальт с дорог «сходит» вместе со снегом. Но хуже всего то, что, концентрируясь на определенном участке, реагенты могут проникать в почву и даже «дойти» до грунтовых вод, значительно ухудшив их состояние. Перенасыщение почвы смесями с солью для противодействия гололеду или, как еще говорят, засаливание почв несет огромную экологическую угрозу, и может реально привести к угнетению и даже к гибели растений. В итоге нарушается хрупкое равновесие в природе.

О камешках и «свекольном снеге»

Как же пережить зиму, если в гололед не использовать специальные смеси для посыпания дорог, дворов и тротуаров?

«Главное, что нужно упорядочить, так это то, чтобы так хаотично, как сейчас, не разбрасывали соль с реагентами, — считает Чистяков. — Нужно четко определиться, что химию можно использовать только на дорогах, а во дворах и на детских площадках снег надо убирать механическими средствами. Также можно использовать мелкий гравий и песок. В общем, к вопросу нужно подходить дифференцированно. Экологи неоднократно заявляли об опасности использования реагентов. Их безопасных вообще не бывает. Есть менее опасные и более опасные. Выбор невелик. Анализы почвы в тех местах, где использовались реагенты, показывают существенное превышение по ртути, кадмию, свинцу, хрому и другим токсичным металлам. Там вся таблица Менделеева. В реагентах содержатся даже гормоноразрушающие вещества, которые могут приводить к онкозаболеваниям, бесплодию, аллергии, диабету, нарушениям иммунитета. Сейчас мы уже видим увеличение заболеваний, связанных с эндокринной системой».

По словам эколога, нам надо брать пример у других стран. Так вот, в Европе и США зимой справляются без реагентов. Ежегодную проблему солевых присыпок уже давно решили и в Европе, где их заменили более безопасными смесями. Там работают на предотвращение ситуации – четко фиксируют погодные прогнозы, своевременно убирают улицы – для этого выводится огромное количество снегоуборочной техники. Кроме того, там достаточно активно стали использовать реагенты природного происхождения, например, так называемый «свекольный снег», который «плавит» на улицах снежный покров.

Что характерно: во многих странах Евросоюза официально запрещено использовать соли для обработки дорожного полотна. Западные функционеры и ученые просчитали, что вред от засаливания почв и коррозии автомобилей гораздо больше, чем выгода от увеличения скорости дорожного движения. Самым подходящим и самым экологичным материалом для посыпки дорог в ЕС признана каменная крошка. При чем, это материал еще и экономный, поскольку его модно использовать многократно. Отсев щебня или другую мелкую каменную фракцию наносят на снежный накат или лед. А весной крошку собирают, промывают и используют повторно.

Одна из тех стран, где активно используется для посыпки дорог каменная крошка – Финляндия. Выпавший снег лежит там всю зиму, поэтому крошку разбрасывают только после сильных снегопадов, когда предыдущий слой камешков уже скрыт толстым слоем снега.

Может и нам пора перенять этот опыт, и перестать травить природу солеными смесями с опасными реагентами?

Источник