Två typer av förändringar, en kemikalie och en fysisk, kan påverka ett ämnes fryspunkt. Du kan sänka fryspunkten för vissa vätskor genom att blanda en andra löslig substans i dem; Så här håller vägsaltet smältvatten från refreezing i kalla temperaturer. Det fysiska tillvägagångssättet, som förändrar trycket, kan också sänka vätskans fryspunkt. Det kan också producera ovanliga fasta former av ett ämne som inte ses vid normalt atmosfärstryck.

TL; DR (för länge, läste inte)

Frostskydd sänker fryspunkten för vatten och håller det vätska vid låga temperaturer. Både socker och salt kommer att göra det också, men i mindre utsträckning.

När molekyler fryser

Elektriska krafter mellan molekyler bestämmer de temperaturer vid vilka ett ämne fryser och kokar; ju starkare krafterna desto högre temperatur. Många metaller är till exempel bundna av starka krafter; smältpunkten för järn är 1,535 grader Celsius (2,797 grader Fahrenheit). Krafterna mellan vattenmolekyler är betydligt svagare; Vattnet fryser vid noll grader C (32 grader F). Lösningsmedelsblandningar och tryckvariationer minskar krafterna mellan molekyler, sänker fryspunkten för vätskor.

Blanda upp det

Genom att blanda en vätska med en annan kompatibel substans sänker du vätskans fryspunkt . Ämnena måste vara kompatibla för att säkerställa fullständig blandning. Olja och vatten, till exempel, separera och kommer inte att ändra fryspunkten. En blandning av bordsalt och vatten har en lägre fryspunkt, liksom en vatten-alkoholblandning. Kemister kan förutsäga temperaturskillnaden för fryspunkten genom att använda en formel som tar hänsyn till mängden av det aktuella ämnet och en konstant associerad med den andra substansen. Om du till exempel beräknar för vatten och natriumklorid och resultatet är -2 betyder det att blandningens fryspunkt är 2 grader C (3,6 grader F) lägre än för rent vatten.

Ta avtryck av

Förändringar i tryck kan höja eller sänka fryspunkten för ett ämne. I allmänhet sänker trycket lägre än 1 atmosfären den temperatur vid vilken ett ämne fryser, men för vatten ger ett högre tryck en lägre fryspunkt. Kraften från en tryckförändring räknas in i de molekylära krafterna som redan är i spel i en substans. För vatten vid lågt tryck vänder sig ånga direkt till is utan att bli en vätska.

Amazing Hot Ice

Vatten har flera fasta faser, vilka iakttas vid olika tryckmängder. Standardis, som forskare kallar "Ice I", existerar vid atmosfärstryck och har en karakteristisk hexagonal kristallstruktur. Vid temperaturer under minus 80 grader C (minus 112 grader F) kan kubiska iskristaller bildas från ånga vid 1 atmosfär av tryck. Vid höga tryck, exotiska typer av isform; forskare identifierar dem som Ice II till Ice XV. Dessa former av is kan förbli fast vid temperaturer överstigande 100 grader C (212 grader F) - kokpunkten för vatten vid 1 atmosfär av tryck.