Номер 1, страница 47 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

1. Почему в гололед дороги посыпают солью? Ответ обоснуйте.

1. Почему в гололед дороги посыпают солью? Ответ обоснуйте.

Решение

Дороги в гололед посыпают солью для того, чтобы растопить лед и снег. Этот процесс основан на физико-химическом явлении, называемом понижением температуры замерзания раствора.

1. Чистая вода замерзает (и плавится) при температуре $0^{\circ}C$. При этой температуре устанавливается динамическое равновесие: скорость перехода молекул воды из жидкого состояния в твердое (лед) равна скорости обратного перехода.

2. На поверхности любого льда, даже при отрицательных температурах, всегда есть тонкая пленка жидкой воды. Когда на лед насыпают соль (как правило, технический хлорид натрия $NaCl$), она начинает растворяться в этой пленке воды, образуя солевой раствор.

3. Молекулы (ионы) растворенной соли ($Na^+$ и $Cl^-$) распределяются между молекулами воды. Они создают препятствия для молекул воды, мешая им выстраиваться в упорядоченную кристаллическую структуру льда. В результате скорость процесса замерзания снижается.

4. При этом скорость процесса плавления (перехода молекул из льда в жидкость) практически не меняется. Так как лед начинает таять быстрее, чем замерзает вода, общее количество льда уменьшается.

5. Чтобы скорость замерзания снова сравнялась со скоростью плавления, то есть чтобы раствор начал замерзать, его необходимо охладить до более низкой температуры. Таким образом, температура замерзания солевого раствора всегда ниже $0^{\circ}C$. Например, 10%-й раствор поваренной соли замерзает при температуре около $-6^{\circ}C$, а 20%-й – при $-16^{\circ}C$.

Следовательно, если на улице температура, например, $-5^{\circ}C$, то лед, посыпанный солью, начнет таять, потому что для замерзания образовавшегося раствора требуется температура еще ниже. Лед превращается в жидкую соленую кашицу, которую либо счищают с дороги, либо она делает сцепление колес с дорогой более надежным.

Ответ: Соль, растворяясь в воде на поверхности льда, образует солевой раствор, температура замерзания которого значительно ниже $0^{\circ}C$. Если температура окружающей среды выше новой температуры замерзания, лед начинает таять. Это позволяет очистить дороги от ледяной корки и предотвратить гололед.