Hvad forårsager et lavere frysepunkt?

To slags ændringer, et kemikalie og en fysisk, kan påvirke et stofs frysepunkt. Du kan sænke frysepunktet for nogle væsker ved at blande et andet opløseligt stof ind i dem; Det er sådan, at vejsalt holder smeltevand fra refreezing i kolde temperaturer. Den fysiske tilgang, der ændrer trykket, kan også sænke væskens frysepunkt; Det kan også producere usædvanlige faste former af et stof, der ikke ses ved normalt atmosfærisk tryk.

TL; DR (for længe, ​​læste ikke)

Antifreeze sænker frysepunktet for vand og holder det flydende ved lave temperaturer. Både sukker og salt vil også gøre dette, selvom i mindre grad.

Når molekyler fryse

Elektriske kræfter mellem molekyler bestemmer de temperaturer, hvor et stof fryser og koger; Jo stærkere styrkerne er, desto højere temperatur. Mange metaller er for eksempel bundet af stærke kræfter; smeltepunktet af jern er 1.535 grader celsius (2.797 grader fahrenheit). Kræfterne mellem vandmolekyler er betydeligt svagere; vandet fryser ved 0 grader C (32 grader F). Opløsningsmiddelblandinger og trykvariationer reducerer kræfterne mellem molekyler og sænker væskens frysepunkt.

Blander det op

Ved at blande en væske med et andet kompatibelt stof sænker du væskens frysepunkt . Stofferne skal være kompatible for at sikre fuldstændig blanding olie og vand, for eksempel, adskille og vil ikke ændre frysepunktet. En blanding af bordsalt og vand har et lavere frysepunkt, ligesom en vand-alkoholblanding. Kemister kan forudsige temperaturforskellen ved frysepunktet ved at anvende en formel, der tager hensyn til mængden af ​​det involverede stof og en konstant forbindelse med det andet stof. Hvis du for eksempel beregner for vand og natriumchlorid, og resultatet er -2 betyder det, at blandingsens frysepunkt er 2 grader C (3,6 grader F) lavere end for rent vand.

Undertrykket

Ændringer i tryk kan hæve eller sænke et fryses frysepunkt. Generelt er trykket lavere end 1 atmosfære lavere temperaturen, hvormed et stof fryser, men for vand giver et højere tryk et lavere frysepunkt. Kraften fra en trykforandring indgår i molekylære kræfter, der allerede er i spil i et stof. For vand ved lavt tryk vender damp direkte til is uden at blive væske.

Amazing Hot Ice

Vand har flere faste faser, der hver især observeres i forskellige mængder tryk. Standardis, som forskere kalder "Ice I", eksisterer ved atmosfærisk tryk og har en karakteristisk sekskantet krystalstruktur. Ved temperaturer under minus 80 grader C (minus 112 grader F) kan kubiske iskrystaller danne sig fra damp ved 1 trykmosfære. Ved høje tryk eksotiske isformer forskere identificerer dem som is II til is XV. Disse former for is kan forblive solide ved temperaturer over 100 grader C (212 grader F) - kogepunktet for vand ved 1 tryk tryk.