mráz | Svět2000

Proč sůl rozpouští led? Nejprve musíte pochopit H2O a bod mrazu

22. 6. 2022 Adam Walko 2 min read 520 Zobrazení led, mráz, rozpouštědlo, sůl, tání

Více než 20 milionů tun soli se každý rok používá k tání sněhu a ledu v chladných severních oblastech. Ale jak to sůl dělá? Řešení jsme nalezli v enciklopedii Britanica.

Za prvé, je důležité trochu porozumět H ₂ O v zimě. 0 stupňů Celsia je jeho bod mrazu. To znamená, že když voda dosáhne 0°C, změní se v led. Při této teplotě má vaše zledovatělá cesta obecně na povrchu ledu tenkou vrstvu vody a molekuly ledu a vody se vzájemně ovlivňují. Tato voda neustále taje, zatímco led pod ní část vody zmrazuje. Při této teplotě je směnný kurz poměrně konstantní, což znamená, že množství vody a množství ledu zůstávají stejné. Pokud se ochladí, více vody se stane ledem. Pokud se oteplí, více ledu se stane vodou. Když se iontová sloučenina soli přidá do rovnice, sníží bod tuhnutí vody, což znamená, že led na zemi již nemůže zmrazit tuto vrstvu vody při 0°C. Voda však může při této teplotě stále rozpouštět led, což má za následek méně ledu na silnicích.

Možná se ale ptáte, jak sůl snižuje bod tuhnutí vody. Tento koncept se nazývá „deprese bodu mrazu“. Sůl v podstatě znesnadňuje vzájemné spojení molekul vody v jejich tuhé struktuře. Ve vodě je sůl rozpuštěnou látkou a rozbije se na své prvky. Pokud tedy používáte stolní sůl, také známou jako chlorid sodný (NaCl), k roztavení ledu, sůl se rozpustí na samostatné ionty sodíku a chloridové ionty. Města však často na svých zledovatělých ulicích používají chlorid vápenatý (CaCl ₂ ), další druh soli. Chlorid vápenatý je při tání ledu účinnější, protože se může rozložit na tři ionty místo dvou: jeden iont vápníku a dva chloridové ionty. Více iontů znamená, že více iontů překáží těmto tuhým ledovým vazbám.

Chlorid je bohužel velmi špatný pro životní prostředí. Může zabíjet vodní živočichy, a to může ovlivnit ostatní populace zvířat v jejich potravní síti. Chlorid také dehydratuje a zabíjí rostliny a může změnit složení půdy, což ztěžuje vegetaci růst. Zatímco některé další sloučeniny, které dokážou rozpustit led a sníh, chlorid neobsahují, jsou mnohem dražší než chlorid sodný nebo chlorid vápenatý.

Zdroj: Britanica

Proč voda mrzne shora dolů?

9. 3. 2022 Petr Kovanda 0 komentářů 2 min read 368 Zobrazení fyzika, mráz, voda

Zajímavosti

Vodu pijeme, plaveme v ní, myjeme se s ní a ochlazujeme se. Protože je voda tak běžná, mnoho z nás si nevšimne, jak zvláštní je ve srovnání s jinými látkami. Když během teplejších měsíců vhodíme do nápoje jednu nebo dvě kostky ledu, bez přemýšlení sledujeme, jak plave na hladině tekutiny v naší sklenici. Ale proč to led dělá? Proč voda zamrzá shora dolů, když většina ostatních látek zamrzá zdola nahoru? Píše zdroj Bitannica.

Voda zamrzá odshora dolů, což umožňuje ledu plavat. Vtip je v tom, jak se hustota vody chová při klesajících teplotách. Hustota je hmotnost jednotky objemu látky. Je to v podstatě míra toho, jak těsně jsou atomy a molekuly látky u sebe. U většiny sloučenin při klesající teplotě se objem sloučeniny zmenšuje, zatímco její hustota roste . Atomy a molekuly se stávají těsnějšími. Například vak teplého vzduchu stoupá a expanduje, protože je méně hustý než chladnější vzduch kolem něj. Vak chladného vzduchu naopak klesá a smršťuje se, při pádu se stává o něco silnější a hustší. Voda se chová podobně, ale pouze do určité teploty. Hustota chladicí vody se bude zvyšovat, dokud teplota vody nedosáhne 4 °C. Pokud bude voda dále chladnout, její hustota začne znovu narůstat a voda (nyní v pevném stavu) se bude rozpínat. Právě tato vlastnost vody umožňuje ledu rozpínat otevřené trhliny na chodnících a kamenech. Ale také způsobuje, že plechovky a lahve s nealkoholickými nápoji v mrazáku explodují.

Při 4 °C je voda stále v kapalné formě. V jezerech a řekách se tato voda ochladí na povrchu. Houstne a klesá. Jakmile se voda přiblíží k bodu mrazu 0°C, bude méně hustá než voda kolem ní a začne stoupat k vrcholu vodního sloupce. Pokud by voda zamrzla u dna jezera nebo řeky až nahoru, mělo by to hluboké ekologické důsledky.

icebergs floating on body of water during daytime

Pokud by mělká jezera zamrzla, rostliny, zvířata a další organismy, které tam žijí a nemají jinou adaptaci, by zemřeli. Ve větších jezerech by ledové dno a rozbředlý sníh ochlazovaly vodu nad nimi, což by mohlo zpomalit metabolismus a rychlost růstu organismů, které přežily v horním toku jezera. Za těchto okolností by Země vypadala úplně jinak. Polární oblasti planety by byly téměř bez života a každý rok by rostliny, zvířata a další organismy ve středních zeměpisných šířkách čelily pohledu na nedosažitelnou kapalnou vodu, která by zde byla pouze ve zmrzlých pevných plochách.

Zdroj: Encyklopedie Bitannica