Due tipi di cambiamenti, uno chimico e uno fisico, possono influenzare il punto di congelamento di una sostanza. È possibile abbassare il punto di congelamento di alcuni liquidi mescolando una seconda sostanza solubile in essi; questo è il modo in cui il sale stradale mantiene l'acqua di fusione dal rigelo al freddo. L'approccio fisico, cambiando la pressione, può anche abbassare il punto di congelamento del liquido; Può anche produrre insolite forme solide di una sostanza non vista alla normale pressione atmosferica.
TL; DR (Troppo lungo, non letto)
L'antigelo abbassa il punto di congelamento dell'acqua, mantenendo è liquido a basse temperature. Sia lo zucchero che il sale lo faranno anche se in misura minore.
Quando le molecole congelano
Le forze elettriche tra le molecole determinano le temperature alle quali una sostanza congela e bolle; più forti sono le forze, maggiore è la temperatura. Molti metalli, per esempio, sono legati da forze forti; il punto di fusione del ferro è 1.535 gradi Celsius (2797 gradi Fahrenheit). Le forze tra le molecole d'acqua sono considerevolmente più deboli; l'acqua si congela a zero gradi C (32 gradi F). Miscele di solventi e variazioni di pressione riducono le forze tra le molecole, riducendo il punto di congelamento dei liquidi.
Miscelazione
Miscelando un liquido con un'altra sostanza compatibile, si abbassa il punto di congelamento del liquido . Le sostanze devono essere compatibili per garantire una completa miscelazione; olio e acqua, ad esempio, separati e non cambieranno il punto di congelamento. Una miscela di sale da tavola e acqua ha un punto di congelamento più basso, così come una miscela di acqua e alcol. I chimici possono prevedere la differenza di temperatura del punto di congelamento applicando una formula che tenga conto delle quantità della sostanza coinvolta e una costante associata alla seconda sostanza. Ad esempio, se si calcola l'acqua e il cloruro di sodio e il risultato è -2, ciò significa che il punto di congelamento della miscela è inferiore di 2 gradi C (3,6 gradi F) rispetto all'acqua pura.
Presa della pressione
Le variazioni di pressione possono alzare o abbassare il punto di congelamento di una sostanza. In generale, pressioni inferiori a 1 atmosfera abbassano la temperatura alla quale una sostanza si congela, ma per l'acqua una pressione più elevata fornisce un punto di congelamento più basso. La forza di una pressione cambia le figure nelle forze molecolari già in gioco in una sostanza. Per acqua a basse pressioni, il vapore si trasforma direttamente in ghiaccio senza diventare un liquido.
Amazing Hot Ice
L'acqua ha diverse fasi solide, ciascuna osservata a diverse quantità di pressione. Il ghiaccio standard, che gli scienziati chiamano "Ice I", esiste alla pressione atmosferica e ha una caratteristica struttura cristallina esagonale. A temperature inferiori a meno 80 gradi C (meno 112 gradi F), cristalli di ghiaccio cubici possono formarsi dal vapore a 1 atmosfera di pressione. Ad alte pressioni si formano forme esotiche di ghiaccio; gli scienziati li identificano come Ice II su Ice XV. Queste forme di ghiaccio possono rimanere solide a temperature superiori a 100 gradi C (212 gradi F) - il punto di ebollizione dell'acqua a 1 atmosfera di pressione.
