Im Winter werden vereiste Straßen und Bürgersteige mit Salz bestreut, um Eis zu entfernen und Fußgängern und verschiedenen Fahrzeugen eine sichere Bewegung zu ermöglichen. Es ist Salz, das aus einem bestimmten Grund verwendet wird - es gibt eine wissenschaftliche Erklärung dafür aus physikalischer Sicht.
Was schmilzt?
Das Schmelzen ist ein physikalischer Prozess, bei dem eine Substanz von einem Aggregatzustand in einen anderen übergeht, dh von einem kristallinen Feststoff zu einer Flüssigkeit. Zum Schmelzen müssen bestimmte Bedingungen erfüllt sein. Jede Substanz hat ihren eigenen Schmelzpunkt oder einen bestimmten Temperaturbereich. In diesem Fall verwandelt sich Eis oder Schnee unter Beteiligung von Salz in Wasser. Im Normalzustand und ohne äußeren Einfluss beträgt die Schmelztemperatur des Schnees 0 ° C.
Von großer Bedeutung ist die Tatsache, dass ein Stoffgemisch normalerweise bei einer niedrigeren Temperatur schmilzt als dieselben Substanzen getrennt. Zum Beispiel können Sie bedingtes Metall A mit einem Schmelzpunkt von 500 ° C nehmen. Wenn Sie ein anderes Metall hinzufügen, um eine Art Legierung herzustellen, ist der Schmelzpunkt dieser Legierung niedriger - beispielsweise 480 ° C. Eine ähnliche Situation tritt bei Schnee und Salz auf.
Interessante Tatsache: Salz wirkt sich auf ungewöhnliche Weise auf das Wasser und den Kochvorgang aus. Frischwasser kocht bei 100 ° C, aber wenn Salz hinzugefügt und darin gelöst wird, steigt der Siedepunkt. Der genaue Grad hängt von der Salzkonzentration im Wasser ab.Wenn die Lösung beispielsweise 20% Salz enthält, kocht sie bei einer Temperatur von 105 ° C.
Wie schmilzt Schnee mit Salz?
Um diesen Prozess zu verstehen, können wir als Beispiel ein einfaches Experiment geben. Es ist notwendig, ein halbes Glas Schnee zu sammeln und eine weitere Handvoll auf das Brett zu legen. Warten Sie, bis der Schnee auf dem Brett schmilzt. Wenn Sie ein Glas auf das geformte Wasser stellen und die Temperatur darin messen, liegt es nahe bei 0 ° C.
Jetzt sollten Sie ein wenig Salz in ein Glas gießen, mischen und sofort die Temperatur erneut messen. Überraschenderweise zeigt das Thermometer ungefähr -18 ℃ an. Nach einigen Minuten beginnt die Temperatur zu steigen, aber der Boden des Glases gefriert auf der Platte. Warum passiert es?
Wenn dem Glas Salz zugesetzt wurde, fiel der Schmelzpunkt des Eises stark ab. Es kann ungefähr -21 ℃ sein. Zum Schmelzen von Eis wird viel Energie benötigt. Es wird aus der Umwelt und der Mischung entnommen. In diesem Beispiel gefror schnell ein Wasserbecken auf der Planke. Dadurch wird die Temperatur der Mischung aus Schnee und Salz verringert.
Dieses Phänomen wird für Eis verwendet. Wenn Eis mit Salz bestreut wird, bildet sich eine spezielle Schicht. Die Mischung aus Schnee und Salz schmilzt, wenn die Gefriertemperatur dieser Schicht abnimmt. Allmählich erscheint ein Film aus Wasser-Salz-Lösung, der sich ausdehnt und ausdehnt, wodurch die Kontaktfläche von Eis und Salz vergrößert wird. Dieser Vorgang dauert so lange, bis das gesamte Eis geschmolzen ist. Der Umgebungsluft wird Energie entzogen, daher ist es kälter, auf der entstandenen Aufschlämmung aus Schnee und Salz zu stehen.
Wenn wir diesen Prozess auf einer komplexeren physikalischen Ebene betrachten, ist das Eis mit einer dünnen Schicht quasi-flüssigen Wassers bedeckt. Es entsteht durch sehr schnelle Moleküle, die sich vom Haupteiskristall lösen. Quasi-flüssiges Wasser härtet bei niedrigen Temperaturen schnell aus. Salz hilft, die Konzentration dieser Moleküle zu verringern und verhindert das Gefrieren von Wasser.
Warum ist Salzbehandlung für Straßen gefährlich?
Trotz der Verbreitung dieser Methode im Kampf gegen Eis hat sie viele Nachteile. Wenn der Schnee in Kombination mit Salz schmilzt, erscheint eine schmutzige Flüssigkeit mit einer großen Anzahl von Chlorverbindungen. Diese Substanzen wirken sich negativ auf umliegende Pflanzen, den Boden sowie Fußgängerschuhe und Fahrzeugreifen aus.
Aus diesem Grund wurde eine Reihe von Regeln festgelegt, die bei der Verarbeitung der Beschichtung mit Salz eingehalten werden müssen. Insbesondere ist es die Einhaltung der Dosierung. Pro Quadratmeter Land dürfen maximal 450 g Salz verwendet werden. In industriellen Vereisungsschutzprodukten wird auch Natriumchlorid verwendet, aber zusätzlich dazu enthält die Zusammensetzung spezielle Additive, die den Schaden durch Salz verringern.
Ein Gemisch aus mehreren Substanzen schmilzt bei einer niedrigeren Temperatur als die gleichen Substanzen, die getrennt genommen werden. Dieses Prinzip funktioniert mit Salz und Schnee. Unter normalen Bedingungen beginnt der Schnee bei 0 ° C zu schmelzen. Wenn es mit Salz gemischt wird, beginnt dieser Prozess bereits bei -18 ° C. Die Wirkung einer Mischung aus Salz und Eis wird zur Bekämpfung von Eis auf den Straßen eingesetzt. Pro Quadratmeter Beschichtung dürfen jedoch nicht mehr als 450 g Salz verwendet werden, da die entstehenden Chloridverbindungen die Umwelt, Schuhe und Autoreifen schädigen.
