Innhold
To typer endringer, en kjemisk og en fysisk, kan påvirke frysepunktet til et stoff. Du kan senke frysepunktet for noen væsker ved å blande et andre, løselig stoff i dem; Slik hindrer veisalt smeltevann fra å fryse igjen i kalde temperaturer. Den fysiske tilnærmingen, ved å endre trykket, kan også senke væskens frysepunkt; Det kan også produsere uvanlige faste former av et stoff som ikke sees ved normalt atmosfæretrykk.
TL; DR (for lang; ikke lest)
Frostvæske senker frysepunktet for vann og holder det flytende ved lave temperaturer. Både sukker og salt vil gjøre dette også, selv om det i mindre grad er.
Når molekyler fryser
Elektriske krefter mellom molekyler bestemmer temperaturene et stoff fryser til og koker; jo sterkere krefter, jo høyere temperatur. Mange metaller er for eksempel bundet av sterke krefter; smeltepunktet for jern er 1 535 grader Celsius (2,797 grader Fahrenheit). Kreftene mellom vannmolekyler er betydelig svakere; vann fryser ved null grader C (32 grader F). Oppløsningsmiddelblandinger og trykkvariasjoner reduserer kreftene mellom molekyler og senker frysepunktet for væsker.
Blander det opp
Ved å blande en væske med et annet kompatibelt stoff, senker du væskeens frysepunkt. Stoffene må være kompatible for å sikre fullstendig blanding; olje og vann, for eksempel, skiller seg og vil ikke endre frysepunktet. En blanding av bordsalt og vann har et lavere frysepunkt, og også en vann-alkoholblanding. Kjemikere kan forutsi temperaturforskjellen på frysepunktet ved å bruke en formel som tar hensyn til mengdene av stoffet som er involvert og en konstant assosiert med det andre stoffet. Hvis du for eksempel beregner for vann og natriumklorid og resultatet er -2, betyr det at blandingens frysepunkt er 2 grader C (3,6 grader F) lavere enn for rent vann.
Å ta trykket av
Endringer i trykk kan heve eller senke frysepunktet til et stoff. Generelt senker trykk under 1 atmosfære temperaturen som et stoff fryser til, men for vann gir et høyere trykk et lavere frysepunkt. Kraften fra et trykk endrer figurer til molekylkreftene som allerede er i spill i et stoff. For vann ved lave trykk vender damp direkte til is uten å bli en væske.
Fantastisk varm is
Vann har flere faste faser, hver observert ved forskjellige trykkmengder. Standard is, som forskere kaller “Ice I”, eksisterer ved atmosfæretrykk og har en karakteristisk sekskantet krystallstruktur. Ved temperaturer under minus 80 grader (minus 112 grader F) kan det dannes kubiske iskrystaller fra damp ved 1 trykkatmosfære. Ved høyt trykk dannes eksotiske istyper; forskere identifiserer dem som Ice II til Ice XV. Disse isformene kan forbli faste ved temperaturer over 100 grader (212 grader F) - vannets kokepunkt ved en trykkatmosfære.