为什么盐会融化冰?真相在这里

为什么盐会融化冰?真相在这里

​在寒冷的北方地区,每年使用超过2000万吨的盐来融化冰雪。但是盐是怎么做到的呢?首先,重要的是要了解一些关于在冬天,水的物理现象。

32华氏度(0摄氏度)是它的冰点,即当水达到32°F时,它变成冰。在这个温度下,结冰的路面上通常有一层薄薄的水,冰分子和水分子相互作用。这种水不断融化一些冰,而冰下面的冰冻结了一些水。在这个温度下,交换速率是相当恒定的,这意味着水的数量和冰的量保持不变。如果天气变冷,更多的水就会变成冰。如果天气变暖,更多的冰变成水。当离子复合盐加入到方程中时,降低了水的冰点,这意味着地面上的冰不能在32°F再冻结那层水。然而,在那个温度下,水仍然能融化冰,这会导致道路上的冰减少。

但是你可能会问盐是如何降低水的冰点的。这个概念叫做“凝固点降低”。本质上,盐使得水分子很难在它们的刚性结构中结合在一起。在水中,盐是溶质,它会分解成它的元素。所以,如果你使用食盐,也称为氯化钠(NaCl),融化冰,盐会溶解成单独的钠离子和氯离子。然而,城市经常在冰冷的街道上使用氯化钙(CaCl2),另一种盐。氯化钙在融冰方面更有效,因为它可以分解成三个离子而不是两个:一个钙离子和两个氯离子。更多的离子意味着更多的离子进入这些刚性冰键的方式。

不幸的是,氯化物对环境有害。它可以杀死水生动物,从而影响其他动物种群的食物网。氯化物也会脱水并杀死植物,并会改变土壤成分,使植物生长变得更加困难。虽然其他一些能融化冰雪的化合物不包括氯化物,但它们比氯化钠或氯化钙贵得多。


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