सर्दियों में बर्फीले रास्तों और फुटपाथों को नमक के साथ छिड़का जाता है ताकि बर्फीले हालात से छुटकारा मिल सके और पैदल चलने वालों और विभिन्न वाहनों को सुरक्षित आवागमन की सुविधा मिल सके। यह नमक है जो एक कारण के लिए उपयोग किया जाता है - भौतिकी के दृष्टिकोण से इसके लिए एक वैज्ञानिक व्याख्या है।

क्या पिघल रहा है?

मेल्टिंग एक भौतिक प्रक्रिया है जिसके दौरान एक पदार्थ एकत्रीकरण की एक अवस्था से दूसरी में, यानी क्रिस्टलीय ठोस से तरल में गुजरता है। पिघलने के लिए, कुछ शर्तों को पूरा करना होगा। प्रत्येक पदार्थ का अपना गलनांक या एक निश्चित तापमान सीमा होती है। इस मामले में, नमक की भागीदारी से बर्फ या बर्फ पानी में बदल जाता है। एक सामान्य अवस्था में और बाहरी प्रभाव के बिना, बर्फ का पिघलने का तापमान 0 ℃ है।

बहुत महत्व का तथ्य यह है कि पदार्थों का मिश्रण आमतौर पर समान पदार्थों की तुलना में कम तापमान पर अलग से पिघलता है। उदाहरण के लिए, आप 500 ℃ के पिघलने बिंदु के साथ सशर्त धातु ए ले सकते हैं। यदि आप किसी प्रकार का मिश्र धातु बनाने के लिए इसमें एक और धातु जोड़ते हैं, तो इस मिश्र धातु का गलनांक पहले से कम होगा - उदाहरण के लिए, 480 ℃। बर्फ और नमक के साथ भी ऐसी ही स्थिति होती है।

रोचक तथ्य: असामान्य तरीके से नमक पानी को उबलने की प्रक्रिया में और प्रभावित करता है। ताजे पानी में 100 ℃ तक उबाल आता है, लेकिन अगर नमक मिलाया जाता है और उसमें घुल जाता है, तो क्वथनांक बढ़ जाएगा। सटीक डिग्री पानी में नमक की एकाग्रता पर निर्भर करती है।उदाहरण के लिए, यदि समाधान में 20% नमक होता है, तो यह 105 ℃ के तापमान पर उबाल लेगा।

नमक के साथ बर्फ कैसे पिघलता है?

इस प्रक्रिया को समझने के लिए, हम एक उदाहरण के रूप में एक सरल प्रयोग दे सकते हैं। आधा गिलास बर्फ इकट्ठा करना और प्लेट पर एक और मुट्ठी भर डालना आवश्यक है, तब तक प्रतीक्षा करें जब तक कि प्लेट पर बर्फ पिघल न जाए। यदि आप गठित पानी पर एक गिलास डालते हैं और उसके अंदर का तापमान मापते हैं, तो यह 0 ℃ के करीब होगा।

अब आपको एक गिलास में थोड़ा नमक डालना चाहिए, मिश्रण करें और तुरंत फिर से तापमान को मापें। आश्चर्यजनक रूप से, थर्मामीटर लगभग -18 ℃ दिखाएगा। कुछ मिनटों के बाद, तापमान बढ़ना शुरू हो जाएगा, लेकिन ग्लास के नीचे प्लेट में जम जाएगा। ऐसा क्यों होता है?

जब नमक को गिलास में जोड़ा गया था, तो बर्फ का पिघलने बिंदु तेजी से गिरा। यह लगभग -21 ℃ हो सकता है। बर्फ को पिघलाने के लिए बड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसे पर्यावरण और मिश्रण से लिया जाता है। इस उदाहरण में, तख़्त पर पानी का एक पूल जल्दी जम गया। इस प्रकार, बर्फ और नमक के मिश्रण का तापमान कम हो जाता है।

यह इस घटना है कि बर्फ में प्रयोग किया जाता है। जब नमक के साथ बर्फ छिड़का जाता है, तो एक विशेष परत बनती है। बर्फ और नमक का मिश्रण पिघल जाता है क्योंकि इस परत का तापमान कम हो जाता है। धीरे-धीरे, पानी-नमक समाधान की एक फिल्म दिखाई देती है, जो फैलती है और फैलती है, जिससे बर्फ और नमक के बीच संपर्क का क्षेत्र बढ़ता है। यह प्रक्रिया तब तक चलती है जब तक कि सारी बर्फ पिघल नहीं जाती। ऊर्जा को आसपास की हवा से लिया जाता है, इसलिए बर्फ और नमक के परिणामस्वरूप घोल पर खड़े होने के लिए यह ठंडा है।

यदि हम इस प्रक्रिया को अधिक जटिल भौतिक स्तर पर मानते हैं, तो बर्फ को क्वासी-तरल पानी की एक पतली परत के साथ कवर किया जाता है। यह मुख्य बर्फ क्रिस्टल से बहुत तेज अणुओं को तोड़ने के कारण बनता है। कम तापमान पर क्वैसी-तरल पानी जल्दी से कठोर हो जाता है। नमक इन अणुओं की एकाग्रता को कम करने में मदद करता है और पानी को जमने से रोकता है।

सड़कों के लिए नमक उपचार खतरनाक क्यों है?

बर्फ के खिलाफ लड़ाई में इस पद्धति की व्यापकता के बावजूद, इसके बहुत सारे नुकसान हैं। जब बर्फ, नमक के साथ संयुक्त होता है, तो पिघल जाता है, एक बड़ी संख्या में क्लोरीन यौगिकों के साथ एक गंदा तरल दिखाई देता है। ये पदार्थ आसपास के पौधों, मिट्टी, साथ ही पैदल चलने वाले जूते और वाहन के टायर को नकारात्मक रूप से प्रभावित करते हैं।

इस कारण से, नियमों का एक सेट स्थापित किया गया है जिसे नमक के साथ कोटिंग को संसाधित करते समय पालन किया जाना चाहिए। विशेष रूप से, यह खुराक का अनुपालन है। प्रति वर्ग मीटर भूमि में अधिकतम 450 ग्राम नमक का उपयोग किया जाना चाहिए। औद्योगिक एंटी-आइसिंग उत्पादों में, सोडियम क्लोराइड का भी उपयोग किया जाता है, लेकिन इसके अलावा, संरचना में विशेष योजक होते हैं जो नमक से नुकसान को कम करते हैं।

कई पदार्थों का मिश्रण अलग से लिए गए समान पदार्थों की तुलना में कम तापमान पर पिघलता है। यह सिद्धांत नमक और बर्फ के साथ काम करता है। सामान्य परिस्थितियों में, 0 ℃ पर बर्फ पिघलना शुरू हो जाती है। यदि नमक के साथ मिलाया जाता है, तो यह प्रक्रिया पहले से ही -18 ℃ से शुरू होती है। नमक और बर्फ के मिश्रण का प्रभाव सड़कों पर बर्फ का मुकाबला करने के लिए उपयोग किया जाता है। लेकिन प्रति वर्ग मीटर कोटिंग, आप 450 ग्राम से अधिक नमक का उपयोग नहीं कर सकते हैं, क्योंकि परिणामस्वरूप क्लोराइड यौगिक पर्यावरण, जूते और कार के टायर को नुकसान पहुंचाते हैं।