ทำไมเกลือถึงทำให้น้ำแข็งละลายช้า

เกลือ…มหัศจรรย์ที่ทำให้การละลายน้ำแข็ง “ดูเหมือน” ช้าลง

เราต่างคุ้นเคยกับการใช้เกลือเพื่อละลายน้ำแข็งบนถนนในช่วงฤดูหนาว หรือแม้แต่การทำไอศกรีมแบบโบราณที่ต้องใช้เกลือเป็นส่วนประกอบ แต่เคยสงสัยกันไหมว่า ทำไมการเติมเกลือลงไปในน้ำแข็ง แทนที่จะเร่งให้มันละลายเร็วขึ้น กลับ “ดูเหมือน” ทำให้กระบวนการละลายช้าลงกันแน่?

บทความนี้จะพาไปไขปริศนาเบื้องหลังปรากฏการณ์ที่ดูขัดแย้งนี้ โดยจะเจาะลึกถึงกลไกทางวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อนกว่าที่เราคิด

ไม่ใช่เร่ง แต่คือ “บังคับ”…ให้ละลายในอุณหภูมิต่ำกว่าเดิม

ความจริงแล้ว เกลือไม่ได้เร่งกระบวนการละลายน้ำแข็งโดยตรง แต่ทำหน้าที่ “ลดจุดเยือกแข็ง” ของน้ำต่างหาก เมื่อเราเติมเกลือลงไปในน้ำแข็ง เกลือจะไปรบกวนโครงสร้างผลึกของน้ำ ทำให้โมเลกุลของน้ำไม่สามารถจับตัวกันเป็นน้ำแข็งได้อย่างง่ายดายเหมือนเดิม ผลลัพธ์ที่ได้คือ น้ำแข็งจะเริ่มละลายที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 องศาเซลเซียส (จุดเยือกแข็งปกติของน้ำ)

ความร้อนที่ต้องการ…ปริศนาของการละลายที่ “ดูเหมือน” ช้า

เมื่อน้ำแข็งละลายที่อุณหภูมิต่ำกว่าปกติ สิ่งที่ตามมาคือ “ความต้องการความร้อน” ที่มากขึ้น กระบวนการละลายน้ำแข็งเป็นการเปลี่ยนแปลงสถานะจากของแข็งไปเป็นของเหลว ซึ่งต้องใช้พลังงานความร้อนจำนวนมากในการทำลายพันธะระหว่างโมเลกุลของน้ำ

ในกรณีที่ไม่มีเกลือ น้ำแข็งจะดึงความร้อนจากสภาพแวดล้อมโดยรอบเพื่อละลาย แต่เมื่อมีเกลืออยู่ น้ำแข็งจะละลายที่อุณหภูมิต่ำกว่า ซึ่งหมายความว่า “แหล่งความร้อน” ที่จะช่วยในการละลายนั้น “น้อยลง” หรือ “เย็นกว่า” ส่งผลให้กระบวนการละลาย “ดูเหมือน” ช้าลง เนื่องจากน้ำแข็งต้องใช้เวลานานขึ้นในการดึงความร้อนจากสิ่งแวดล้อมที่เย็นกว่า

เปรียบเทียบให้เห็นภาพ:

ลองนึกภาพว่าเราต้องการต้มน้ำให้เดือด หากเราเริ่มต้นต้มน้ำจากอุณหภูมิห้อง (ประมาณ 25 องศาเซลเซียส) น้ำก็จะเดือดเร็วกว่าการเริ่มต้นต้มน้ำจากอุณหภูมิตู้เย็น (ประมาณ 4 องศาเซลเซียส) ในทำนองเดียวกัน น้ำแข็งที่ผสมเกลือก็เหมือนกับน้ำที่อยู่ในตู้เย็น ต้องใช้เวลานานกว่าในการดึงความร้อนจากสิ่งแวดล้อมเพื่อละลาย

ไม่ใช่ความเร็ว แต่คือประสิทธิภาพ:

ถึงแม้ว่าการเติมเกลือจะทำให้การละลาย “ดูเหมือน” ช้าลง แต่ก็มีประสิทธิภาพในการละลายน้ำแข็งในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็นกว่า กล่าวคือ แม้ว่าน้ำแข็งจะละลายช้าลง แต่ก็ยังคงละลาย “ในขณะที่น้ำแข็งที่ไม่ผสมเกลือยังคงแข็งตัวอยู่” นี่คือเหตุผลที่เกลือถูกนำมาใช้ในการละลายน้ำแข็งบนถนนในช่วงฤดูหนาว เพราะมันสามารถช่วยให้ถนนปลอดภัยจากการลื่น แม้ในอุณหภูมิที่ต่ำกว่า 0 องศาเซลเซียส

สรุป:

เกลือไม่ได้ทำให้การละลายน้ำแข็งเร็วขึ้น แต่ช่วยลดจุดเยือกแข็งของน้ำ ทำให้มันละลายที่อุณหภูมิต่ำกว่าปกติ การละลายที่ “ดูเหมือน” ช้าลงนั้นเป็นผลมาจากการที่น้ำแข็งต้องดึงความร้อนจากสภาพแวดล้อมที่เย็นกว่าเพื่อละลาย ดังนั้น ครั้งต่อไปที่คุณเห็นเกลือถูกนำมาใช้ในการละลายน้ำแข็ง อย่าลืมว่ามันไม่ใช่แค่ “เวทมนตร์” แต่เป็นวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังปรากฏการณ์ที่น่าสนใจนี้