04 юли 2022
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Защо се използва сол за разтопяване на леда по пътищата?

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 21 януари 2022 в 00:09 96731
Много градове и общини разчитат на каменната сол за обезледяване на пътищата, когато времето се влоши. Снимка: Wikimedia Commons

Ако живеете в град, в който има много сняг и лед, тогава сте виждали камионите със сол, която разпръскват по улиците, за да стопят леда.

Но как точно работи солта?

Първо, пътната сол е просто халит - каменна сол - която е готварска сол в естествената си форма. Разликата е, че готварската сол преминава през дълъг процес на пречистване, докато каменната сол - не. И тъй като каменната сол все още има примеси, тя е кафява или сива на цвят.

Защо сол?

Ледът се образува, когато температурата на водата достигне 0 градуса по Целзий, и това важи и за леда по пътищата. Пътната сол действа чрез понижаване на точката на замръзване на водата чрез процес, наречен депресия на точката на замръзване. Точката на замръзване на водата се понижава, след като се добави солта, така че солта затруднява замръзването на водата. 10-процентов солен разтвор замръзва при -6 по Целзий, а 20-процентов разтвор замръзва при -16 по Целзий.

Важното е, че трябва да има поне малко вода на пътя, за да работи понижавнето на точката на замръзване. Ето защо би трябвало предварително да се третират пътищата със саламура (смес от сол и вода), когато се прогнозира да има лед и сняг. Ако пътищата са сухи и просто се поръсят със сол, вероятно няма да има голям ефект. Но предварителното третиране с разтвор на саламура може да помогне да се предотврати да се образува лед и ще намали необходимите количествота пътна сол за обезледяване по-късно.

Всяко вещество, което се разтваря във вода, има този ефект, но всяко вещество ще даде различни резултати. Макар захарта или меласата също да съдействат за по-ниска температура на замръзване на водата, по-ниското молекулно тегло на солта й дава почти шест пъти по-голяма ефективност от захарта при понижаване на точката на замръзване на водата – всъщност дори повече в този пример, тъй като захарта не е електролит изобщо. Това е същият принцип, който се използва, когато поставяте антифриз в радиатора на колата си.

Температура на замръзване на морската вода при различни налягания и някои вещества като функция на солеността. Кредит: Wikimedia Commons

Солта, приложена като течно или предварително намокрено твърдо вещество, може да започне да действа незабавно, като понижава точката на замръзване на водата. На тротоар, където температурата е -1°C, един кг сол разтапя 46,3 кг лед. Един см лед на една лента (около 5 м) от километър път ще тежи 50 тона. За да се стопи толкова лед, ще са необходими 12 тона сол. Но целта не е да се стопи снегът и леда от настилката, а само да се предотврати или разруши връзката на повърхността на пътното платно с леда или снега. Повечето пътни агенции използват по-малко от 2% от количеството сол, необходимо за стопяване на леда.

Целта е да се предотврати сцеплението между пътя и леда, ако е възможно (а не да се разтопи целият лед), течностите са подходящи, когато се прилагат против заледяване преди снеговалежа, за да бъдат на място преди да се установят условията за обледеняване на настилката. Това също така обяснява защо агенциите използват по-големи частици за нанасяне на суха сол върху покрити с лед и сняг пътища, тъй като те трябва да имат теглото и масата, за да пробият до настилката, където да осъществят истинската си цел.

Концентрацията на саламурата и температурата на настилката са ключовите променливи, които определят дали и колко бързо ще действа солта. Когато солта се разтваря във вода, получената саламура се генерира при ниво на насищане, 25-26%, същото ниво, при което се образуват кристалите на солта в слънчевите солници (като край Поморие). Но саламурата бързо се разрежда от снега или леда, с които влиза в контакт. С напредването на разреждането има все по-малко сол за понижаване на точката на замръзване на водата, така че точката на замръзване ще се повиши, ако се приеме, че температурата не се непроменя. Ако температурата падне, загубата на ефективност на топене се ускорява. Ето защо интензивните снежни бури може да изискват множество третирания със сол, за да не стане концентрацията на саламурата твърде разредена, за да свърши своята работа.

Третиран със сол път. Кредит: Wikimedia Commons

Предимства и недостатъци

Каменната сол е един от най-широко използваните средства за размразяване на пътищата, но не липсват критики на този метод. От една страна, каменната сол има своите граници на въздействие. Ако температурата на пътното платно е по-ниска от -9 C, солта няма да има никакъв ефект върху леда. Твърдата сол просто няма да може да навлезе в структурата на замразената вода, за да започне процеса на разтваряне. В тези случаи камионите обикновено разпръскват пясък върху леда, за да осигурят сцепление.

Каменната сол също така създава сериозни екологични проблеми, първо с добива си. И както споменахме по-рано, тъй като каменната сол не е пречистена и съдържа замърсители - включително олово, желязо, алуминий и фосфор - които се разпространяват с прилагането на солта върху пътищата.

Въпреки това, каменната сол все още остава най-широко използваните и достъпни средства за размразяване. И въпреки че има и други химически средства за размразяване, нито едно не е 100% без рискове.

Източници: 

Why Is Salt Used to Melt Ice on the Roads in Winter?, science.howstuffworks.com

How does road salt work?,  CSX Corporation


zuljin
Рейтинг : -12205
22.01 2022 в 08:26 1
+ 6
- 1
Електролитът, който се образува по улиците от солта и водата ускорява ръждата на автомобилите 100-кратно и сериозно увеличава опасността от инциденти от токови удари в близост до неизправни електрически съоръжения.

Хората отдавна инсталират подово отопление под пътища и тротоари за да не ползват химикали...
 
Още от : Въпроси
04 юни 2022 в 07:562
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.