İçerik
Bir kimyasal ve bir fiziksel olan iki tür değişiklik, bir maddenin donma noktasını etkileyebilir. Bazı sıvıların donma noktalarını, bunlara ikinci, çözünür bir maddeyi karıştırarak düşürebilirsiniz; yol tuzunun eriyik suyunun soğuk havalarda donmasını önleme şekli budur. Basıncı değiştiren fiziksel yaklaşım, sıvının donma noktasını da düşürebilir; Aynı zamanda normal atmosfer basıncında görülmeyen olağandışı katı madde formları üretebilir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Antifriz suyun donma noktasını düşürür, düşük sıcaklıklarda sıvı tutar. Hem şeker hem de tuz bunu daha az da olsa yapacaktır.
Moleküller Donduğunda
Moleküller arasındaki elektriksel kuvvetler, bir maddenin donup kaynama sıcaklığını belirler; kuvvetler ne kadar yüksek olursa, sıcaklık da o kadar yüksek olur. Örneğin birçok metal güçlü kuvvetlerle bağlanır; demirin erime noktası 1,535 santigrat derecedir (2,797 derece Fahrenheit). Su molekülleri arasındaki kuvvetler oldukça zayıf; su sıfır derecede C (32 derece F) donar. Solvent karışımları ve basınç değişimleri, sıvılardaki donma noktasını düşürerek moleküller arasındaki kuvvetleri azaltır.
Karıştırmak
Bir sıvının başka bir uyumlu maddeyle karıştırılmasıyla sıvının donma noktasını düşürürsünüz. Maddelerin tam karışmasını sağlamak için uyumlu olması gerekir; örneğin yağ ve su, ayrıdır ve donma noktasını değiştirmez. Sofra tuzu ve su karışımı, bir su-alkol karışımı gibi, daha düşük bir donma noktasına sahiptir. Kimyacılar, söz konusu maddenin miktarını ve ikinci madde ile bağlantılı bir sabiti dikkate alan bir formül uygulayarak donma noktası sıcaklık farkını tahmin edebilirler. Örneğin, su ve sodyum klorür için hesaplama yaparsanız ve sonuç -2 ise, karışımın donma noktası saf sudan 2 derece C (3.6 derece F) daha düşük demektir.
Basıncı Kapatmak
Basınçtaki değişiklikler bir maddenin donma noktasını yükseltebilir veya düşürebilir. Genel olarak, 1 atmosferden daha düşük basınçlar, bir maddenin donma sıcaklığını düşürür, ancak su için daha yüksek bir basınç daha düşük bir donma noktası verir. Bir basınç değişiminden gelen kuvvet, bir maddede zaten mevcut olan moleküler kuvvetlere girer. Düşük basınçlı sularda buhar, sıvı olmadan doğrudan buza dönüşür.
İnanılmaz Sıcak Buz
Su, her biri farklı miktarlarda basınçta gözlenen birkaç katı faza sahiptir. Bilim adamlarının “Buz I” adını verdiği standart buz, atmosferik basınçta var ve karakteristik altıgen kristal bir yapıya sahip. Eksi 80 derece C'nin (eksi 112 derece F) altındaki sıcaklıklarda, 1 atmosfer basınçta buhardan kübik buz kristalleri oluşabilir. Yüksek basınçlarda, egzotik buz türleri; Bilim adamları onları Buz II ila Buz XV olarak tanımlıyorlar. Bu buz formları, 100 ° C (212 derece F) üzerindeki sıcaklıklarda - 1 atmosfer basınçta suyun kaynama noktası - kadar katı kalabilir.