Ciała stałe
      Piryt i ametyst
      Sprytna plastelina
      Topnienie lodu
      Stop Wooda

Gazy
      Balonik na kolbie
      Balonik pod kloszem
      Termometr miłości
      Wrzenie wody pod zmniejszonym ciśnieniem

Ciecze
      Naczynia połączone
      Naczynia kapilarne
      Tornado w butelce
      Ruch konwekcyjny

Plazma
      Elektroskop i świeca
      Tornado ogniowe
      Lampa plazmowa
      Induktor

Kondensat

Topnienie lodu

Prezentujemy mieszaninę wody z lodem, mierzymy temperaturę cyfrowym termometrem (oczywiście wynosi ona 0o C), wyjaśniając przy okazji genezę skali Celsjusza. Obserwujemy, jak ubywa lodu, a temperatura nie zmienia się: tak! temperatura w trakcie topnięcia (i krzepnięcia) ciał krystalicznych jest stała, przez cały czas zachodzenia procesu. Innymi słowy, niezależnie jak dużo lodu jest w szklance coca-coli (i niezależnie jak zimny on był), temperatura coca-coli będzie dokładnie 0oC, tak długo jak będzie w szklance lód. To wyjaśnia też, dlaczego latem w górach, przy łachach śniegu, jest zawsze zimno.

Obraz 1 

Rys. 1. Mieszanina wody z lodem (foto: eszkola-wielkopolska.pl)

W drugiej części doświadczenia wsypujemy do tego samego naczynia dwie łyżki soli kuchennej, zadając widzom pytanie: co stanie się z temperaturą wskazywaną przez termometr? Jak możemy zaobserwować, spadnie ona poniżej zera, gdyż zasolona woda krzepnie w temperaturze niższej. W zimie, gdy temperatura powietrza spada poniżej 0oC, na drodze robi się przysłowiowa „szklanka”. Aby tego uniknąć, należałoby obniżyć temperaturę krzepnięcia wody. W tym właśnie celu posypujemy drogi solą, która powoduje oczekiwane obniżenie temperatury zamarzania wody, czyli - praktycznie - topnienie śniegu.

Sól drogowa negatywnie wpływa na środowisko naturalne, odbarwia i niszczy obuwie oraz betonowe elementy infrastruktury drogowej (krawężniki, płytki chodnikowe, kostkę brukową, itp.), a także przyśpiesza korozję podwozi i karoserii aut. Wzrost stężenia soli w glebie uniemożliwia korzeniom roślin pobieranie wody, w konsekwencji powodując ich karłowacenie i usychanie. W państwach Skandynawii, ale również w niektórych miastach w Polsce, zakazuje się sypania soli na chodniki.

Jako alternatywę dla chlorku sodu stosuje się chlorek wapnia wzbogacony m.in. substancjami hamującymi korozję oraz utrzymującymi właściwą kwasowość. Chlorek wapnia jest skuteczniejszy w niskich temperaturach (posypywanie zwykłą solą nie ma sensu przy temperaturach poniżej -10oC) i mniej szkodliwy dla roślinności.

Rys. 2. Temperatura zamarzania (= topnienia) mieszaniny lodu i soli (NaCl) w zależności od zawartości soli

Czytaj więcej o: procesach topnienia i mieszaninach w wykładach prof. G. Karwasza.

ZDF UMK, red. JB, GK