Placera en kopp som innehåller rent vatten bredvid en som innehåller saltvatten och sänk gradvis omgivningstemperaturen. Vid cirka 0 grader Celsius (32 grader Fahrenheit) kommer det rena vattnet att isa över och frysa gradvis medan det salta vattnet är flytande. Vid en viss temperatur under den där färskvatten frös, fryser även saltvattnet. Den faktiska temperaturskillnaden beror på saltkoncentrationen. Anledningen till att detta händer har att göra med närvaron av saltjoner i vattnet. De interfererar fysiskt med vattenmolekylernas tendens att anpassa sig till en kristallstruktur.
TL; DR (för lång; läste inte)
Saltvatten har en lägre fryspunkt än rent vatten. Vattnet på ytan av salt is är kallare, så isen känns kallare än ren vattenis.
Vad händer när vatten fryser?
Varje vattenmolekyl är en kombination av en syre och två väteatomer arrangerade ", 3, [[Detta asymmetriska arrangemang ger molekylen en polaritet - en sida har en nettopositiv laddning medan den andra sidan är negativ. På grund av denna polaritet lockas molekylerna till varandra. Molekylerna är i konstant rörelse, men vibrerar och rör sig runt varandra oavbrutet. När du sänker temperaturen saknar molekylerna, och eftersom de har mindre energi, börjar de hålla sig vid varandra. Vid fryspunkten är rörelsens energi så låg att molekylerna smälter samman till en fast struktur.
Lägg till något salt
Natriumklorid (NaCl), eller bergsalt, består av en positivt laddad natriumjon och en negativ klorjon bunden samman av elektrostatisk attraktion i en gitterstruktur. När du lägger saltet i vatten bryter de polära vattenmolekylerna strukturen och omger de enskilda jonerna, som sprids i lösning. När temperaturen sjunker stör jonerna vattenmolekylernas förmåga att bilda en kristallstruktur, och blandningen förvandlas inte till ett fast ämne förrän du sänker temperaturen under fryspunkten för rent vatten. Den nya fryspunkten beror på saltkoncentrationen, men den lägsta den kan gå är -21,1 C (-5,98 F). Detta inträffar vid mättnad, när inte mer salt kommer att lösa upp. br>
Om du plockar upp en frusen kub saltvatten kan det kännas kallare än en kub med rent vatten. Det finns några orsaker till detta. Den ena är att, för att frysas, måste en isvatten med saltvatten vara på en lägre temperatur än en iskub med rent vatten.
Det andra skälet är att ytlagret på kuben också är vid en lägre temperatur. På ytan av varje isbit sker en utbytesprocess mellan vatten i flytande och fasta tillstånd. Närvaron av salt i vattnet sänker jämviktspunkten för detta utbyte genom att sänka fryspunkten för det flytande vattnet. Följaktligen är vattnet du känner på ytan av en saltvattenkub kallare än det på en ren kub. Denna dynamik förhindrar också att vatten som kommer i kontakt med isen fryser, varför salt verkar smälta is.