Di musim dingin, jalan dan trotoar yang dingin ditaburi garam untuk menghilangkan es dan memberikan gerakan aman bagi pejalan kaki dan berbagai kendaraan. Ini adalah garam yang digunakan karena suatu alasan - ada penjelasan ilmiah untuk ini dari sudut pandang fisika.
Apa itu leleh?
Melting adalah proses fisik di mana suatu zat berpindah dari satu keadaan agregasi ke keadaan agregasi lainnya, yaitu, dari padatan kristal ke cairan. Untuk peleburan, kondisi tertentu harus dipenuhi. Setiap zat memiliki titik lelehnya sendiri atau kisaran suhu tertentu. Dalam hal ini, es atau salju berubah menjadi air dengan partisipasi garam. Dalam keadaan normal dan tanpa pengaruh eksternal, suhu leleh salju adalah 0 ℃.
Yang sangat penting adalah kenyataan bahwa campuran zat biasanya meleleh pada suhu yang lebih rendah daripada zat yang sama secara terpisah. Misalnya, Anda dapat mengambil logam A bersyarat dengan titik leleh 500 ℃. Jika Anda menambahkan logam lain ke dalamnya untuk membuat semacam paduan, maka titik lebur paduan ini akan lebih rendah - misalnya, 480 ℃. Situasi serupa terjadi dengan salju dan garam.
Fakta yang menarik: garam dengan cara yang tidak biasa mempengaruhi air dan dalam proses merebus. Air tawar mendidih pada 100 ℃, tetapi jika garam ditambahkan dan dilarutkan di dalamnya, titik didih akan meningkat. Tingkat pastinya tergantung pada konsentrasi garam dalam air.Misalnya, jika solusinya mengandung 20% garam, maka ia akan mendidih pada suhu 105 ℃.
Bagaimana salju mencair dengan garam?
Untuk memahami proses ini, kita dapat memberikan contoh percobaan sederhana. Kita perlu mengumpulkan setengah gelas salju dan meletakkan segenggam lagi di papan, tunggu sampai salju meleleh di papan. Jika Anda meletakkan gelas pada air yang terbentuk dan mengukur suhu di dalamnya, maka itu akan mendekati 0 ℃.
Sekarang Anda harus menuangkan sedikit garam ke dalam gelas, campur dan segera ukur suhunya lagi. Anehnya, termometer akan menunjukkan sekitar -18 ℃. Setelah beberapa menit, suhu akan mulai naik, tetapi bagian bawah gelas akan membeku ke piring. Kenapa itu terjadi?
Ketika garam ditambahkan ke gelas, titik leleh es turun tajam. Itu bisa sekitar -21 ℃. Es yang mencair membutuhkan energi yang besar. Itu diambil dari lingkungan dan campuran. Dalam contoh ini, genangan air di papan cepat membeku. Dengan demikian, suhu campuran salju dan garam berkurang.
Fenomena inilah yang digunakan dalam es. Ketika es ditaburi garam, lapisan khusus terbentuk. Campuran salju dan garam meleleh saat suhu beku lapisan ini menurun. Secara bertahap, lapisan larutan air garam muncul, yang mengembang dan mengembang, sehingga meningkatkan area kontak es dan garam. Proses ini berlangsung sampai semua es mencair. Energi diambil dari udara di sekitarnya, oleh karena itu lebih dingin untuk berdiri di atas salju dan garam yang dihasilkan.
Jika kita mempertimbangkan proses ini pada tingkat fisik yang lebih kompleks, maka es ditutupi dengan lapisan tipis air kuasi-cair. Ini terbentuk karena molekul yang sangat cepat melepaskan diri dari kristal es utama. Air semu cair mengeras dengan cepat pada suhu rendah. Garam membantu mengurangi konsentrasi molekul-molekul ini dan mencegah air membeku.
Mengapa perawatan garam berbahaya untuk jalan?
Meskipun prevalensi metode ini dalam perang melawan es, ia memiliki banyak kelemahan. Ketika salju, dikombinasikan dengan garam, meleleh, cairan kotor muncul dengan sejumlah besar senyawa klorin. Zat-zat ini berdampak negatif pada tanaman di sekitarnya, tanah, serta sepatu dan ban kendaraan pejalan kaki.
Untuk alasan ini, seperangkat aturan telah ditetapkan yang harus diikuti ketika memproses pelapisan dengan garam. Secara khusus, itu sesuai dengan dosis. Maksimal 450 g garam harus digunakan per meter persegi tanah. Sodium chloride juga digunakan dalam produk anti-icing industri, tetapi selain itu, ada aditif khusus dalam komposisi yang mengurangi bahaya dari garam.
Campuran beberapa zat meleleh pada suhu yang lebih rendah daripada zat yang sama diambil secara terpisah. Prinsip ini bekerja dengan garam dan salju. Dalam kondisi normal, salju mulai mencair pada 0 ℃. Jika dicampur dengan garam, proses ini sudah dimulai pada -18 ℃. Efek campuran garam dan es digunakan untuk memerangi es di jalan. Tetapi tidak lebih dari 450 g garam dapat digunakan per meter persegi lapisan, karena senyawa klorida yang dihasilkan berbahaya bagi lingkungan, sepatu dan ban mobil.