Obsah
Teplotu tuhnutia látky môžu ovplyvniť dva druhy zmien, jedna chemická a jedna fyzikálna. Bod mrazu niektorých tekutín môžete znížiť zmiešaním druhej rozpustnej látky; to je spôsob, ako cestná soľ zabraňuje opätovnému zamrznutiu roztavenej vody pri nízkych teplotách. Fyzický prístup, zmena tlaku, môže tiež znížiť bod tuhnutia kvapaliny; Môže tiež vytvárať nezvyčajné pevné formy látky, ktoré sa pri normálnom atmosférickom tlaku nevyskytujú.
TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
Nemrznúca zmes znižuje teplotu tuhnutia vody a udržuje ju pri nízkych teplotách. Cukor aj soľ to tiež urobia, hoci v menšej miere.
Keď molekuly zamrznú
Elektrické sily medzi molekulami určujú teploty, pri ktorých látka mrzne a vrie; čím silnejšie sily, tým vyššia je teplota. Napríklad veľa kovov je viazaných silnými silami; teplota topenia železa je 1 535 stupňov Celzia (2 797 stupňov Fahrenheita). Sily medzi molekulami vody sú značne slabšie; voda mrzne pri 0 ° C. Zmesi rozpúšťadiel a kolísanie tlaku znižujú sily medzi molekulami a znižujú bod tuhnutia kvapalín.
Zmiešanie
Zmiešaním jednej kvapaliny s inou kompatibilnou látkou znížite bod tuhnutia kvapaliny. Látky musia byť kompatibilné, aby sa zabezpečilo úplné zmiešanie; Napríklad olej a voda sa oddelia a nezmenia bod tuhnutia. Zmes stolovej soli a vody má nižšiu teplotu tuhnutia ako zmes vody a alkoholu. Chemici môžu predpovedať teplotný rozdiel teploty topenia použitím vzorca, ktorý berie do úvahy množstvo obsiahnutej látky a konštantu spojenú s druhou látkou. Napríklad, ak počítate pre vodu a chlorid sodný a výsledok je -2, znamená to, že bod tuhnutia zmesi je o 2 ° C (3,6 ° F) nižší ako v prípade čistej vody.
Vypnutie tlaku
Zmeny tlaku môžu zvýšiť alebo znížiť bod tuhnutia látky. Všeobecne platí, že tlaky nižšie ako 1 atmosféra znižujú teplotu, pri ktorej látka mrzne, ale pri vode vyšší tlak dáva nižší bod tuhnutia. Sila zo zmeny tlaku sa prejavuje v molekulárnych silách, ktoré sú už pri hre v látke. Pri vode s nízkym tlakom sa para priamo premení na ľad bez toho, aby sa stala kvapalinou.
Úžasný horúci ľad
Voda má niekoľko tuhých fáz, z ktorých každá je pozorovaná pri rôznych množstvách tlaku. Štandardný ľad, ktorý vedci nazývajú „ľadom I“, existuje pri atmosférickom tlaku a má charakteristickú štruktúru hexagonálnych kryštálov. Pri teplotách pod - 80 ° C (- 112 ° F) sa môžu z pary pri tlaku 1 atmosféry tvoriť kubické ľadové kryštály. Pri vysokých tlakoch vznikajú exotické druhy ľadu; vedci ich identifikujú ako Ice II až Ice XV. Tieto formy ľadu môžu zostať tuhé pri teplotách vyšších ako 100 ° C (212 stupňov F) - bod varu vody pri tlaku 1 atmosféra.