Номер 2, страница 45 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Изменение агрегатных состояний вещества. Параграф 10. Агрегатные состояния вещества. Обсудить в классе - номер 2, страница 45.

Условие.

2. В зимнее время тротуары и пешеходные дорожки посыпают солью, от чего снег начинает таять. Что при этом происходит?

Решение.

Когда тротуары и дорожки, покрытые снегом или льдом, посыпают солью (чаще всего это техническая соль — хлорид натрия $NaCl$), запускается физико-химический процесс, приводящий к таянию. Суть этого процесса заключается в понижении температуры замерзания воды.

На поверхности снега, даже при отрицательной температуре, всегда есть тончайшая пленка жидкой воды. Попадая на нее, кристаллы соли начинают растворяться, образуя концентрированный солевой раствор. Температура замерзания любого раствора ниже, чем у чистого растворителя. Для чистой воды эта температура составляет $0^\circ \text{C}$. Присутствие в воде растворенных ионов соли ($Na^+$ и $Cl^-$) мешает молекулам воды выстраиваться в упорядоченную кристаллическую структуру льда. Для того чтобы такой раствор замерз, его нужно охладить до более низкой температуры, чем $0^\circ \text{C}$.

Например, если на улице температура $-5^\circ \text{C}$, то чистый снег не будет таять. Но после того, как его посыпали солью, образовавшийся раствор может иметь температуру замерзания, скажем, $-10^\circ \text{C}$. Поскольку $-5^\circ \text{C}$ выше, чем $-10^\circ \text{C}$, лед, контактирующий с солевым раствором, начинает плавиться, превращаясь в воду, которая, в свою очередь, растворяет еще больше соли. Этот процесс продолжается до тех пор, пока вся соль не растворится или пока концентрация раствора не упадет настолько, что его температура замерзания снова станет равной температуре окружающей среды.

Важно отметить, что процесс таяния (плавления) льда является эндотермическим, то есть он требует поглощения энергии (тепла) из окружающей среды. Поэтому смесь соли со снегом на ощупь будет очень холодной, ее температура может опуститься значительно ниже нуля. Однако она будет оставаться в жидком состоянии.

Ответ: Соль, растворяясь в тонком слое воды на поверхности снега, образует солевой раствор. Температура замерзания этого раствора значительно ниже $0^\circ \text{C}$. Если температура воздуха выше новой температуры замерзания раствора, снег начинает таять, превращаясь в жидкую слякоть.