रसायन विज्ञान बताते हैं कि कैसे चुकंदर का रस बर्फ और बर्फ पिघला देता है

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Anonim

ग्रेट व्हाइट नॉर्थ में, बर्फ के तूफान जीवन और मृत्यु का विषय हैं। या, कम से कम, कि यह इन दिनों कैसा दिखता है, क्योंकि एक नया हिम-समाशोधन विधि कुछ सड़कों को खूनी नरसंहार के स्थल की तरह बना रही है। अल्बर्टा के कैलगरी में इस हफ्ते, शहर के अधिकारियों ने नमक और बीट के रस के मिश्रण के साथ बर्फीली सड़कों पर ले गए, जो कहते हैं कि केवल नमक का उपयोग करने की तुलना में डी-आइस सड़कों के लिए एक अधिक पर्यावरण-अनुकूल और लागत प्रभावी तरीका है।

सीबीसी मंगलवार को बताया गया कि कैलगरी बीट के रस के उपयोग को बढ़ा रही है क्योंकि पिछले छोटे परीक्षण रन सफल साबित हुए थे। बर्फीले शहर क्यूबेक, साथ ही टोरंटो - दोनों में लावल और काउवांसविले जैसे शहरों के नक्शेकदम पर चल रहे हैं - सभी शहर जो पहले तूफानों की तैयारी में सड़कों पर इसी तरह के बीट-रस मिश्रण का इस्तेमाल कर चुके हैं। कैलगरी में, दो टन ट्रक से सीधे चुकंदर के रस और नमक का मिश्रण सड़कों पर छिड़का जा रहा है, जो 40,000 लीटर बीट के रस को पकड़ सकता है।

सर्दियों के तूफानों से मुश्किल से पीड़ित शहर अब कई वर्षों से नमक के विकल्प की तलाश कर रहे हैं, क्योंकि सोडियम क्लोराइड की अत्यधिक मात्रा न केवल कारों, सड़कों और व्यक्तिगत संपत्ति को नुकसान पहुंचाती है, बल्कि पर्यावरण को भी प्रभावित करती है। 2016 में, टोरंटो और क्षेत्र संरक्षण प्राधिकरण ने कहा कि सर्दियों के महीनों के दौरान मछली और बग की आबादी में गिरावट को नमक पर शहर की निर्भरता से जोड़ा जा सकता है।

कारण यह है कि नमक एक ऐसी कुशल सड़क है, जो पहले स्थान पर होती है, यह चारों ओर के पानी के हिमांक को कम करती है। सभी बर्फ की सतह पर तरल पानी की एक बहुत पतली फिल्म होती है, और जब बर्फ का एक हिस्सा उस तरल के साथ मिश्रित होता है, तो यह अपने हिमांक को कम करता है, जो इसके तापमान को बढ़ाता है - जिसके कारण इसके चारों ओर बर्फ पिघल जाती है, और इसी तरह। यह प्रक्रिया अधिक से अधिक प्रभावी हो जाती है क्योंकि नमक की सांद्रता अधिक हो जाती है। उदाहरण के लिए, 10 प्रतिशत नमक समाधान 20 डिग्री फ़ारेनहाइट (-6 डिग्री सेल्यियस) पर जमा होता है, और 20 प्रतिशत समाधान 2 डिग्री एफ (-16 डिग्री सेल्सियस) पर जमा होता है।

आणविक स्तर पर, ऐसा इसलिए होता है क्योंकि नमक के अणु पानी के अणुओं के साथ परस्पर जुड़ जाते हैं, जिससे उत्तरार्द्ध के लिए बर्फ बनाने वाले आणविक क्रिस्टल में एक साथ आना कठिन हो जाता है। यहाँ कैसे इलिनोइस विश्वविद्यालय में Urbana-Champaign में भौतिक विज्ञानी इसे समझाते हैं:

कहते हैं कि आपके पास एक कप शुद्ध पानी और कुछ कप नमकीन पानी है। जैसे ही आप तापमान कम करते हैं कुछ शुद्ध पानी बर्फ के क्रिस्टल बनाने लगते हैं। कारण यह है कि हालांकि जमे हुए पानी के अणुओं, एक क्रिस्टल में पंक्तिबद्ध, तरल अणुओं की तुलना में कम ("एंट्रोपी") चारों ओर घूमने के लिए कम तरीके हैं, वे गर्मी तब छोड़ते हैं जब वे फ्रीज करते हैं और इससे आसपास का एन्ट्रापी और भी अधिक बढ़ जाता है। इसलिए पानी के जमाव के रूप में शुद्ध एन्ट्रापी ऊपर चला जाता है, क्योंकि यह हमेशा किसी भी संतुलन की स्थिति में होता है।

नमकीन पानी के बारे में क्या? एन्ट्रापी परिवर्तन में एक अतिरिक्त शब्द है। नमक बर्फ के क्रिस्टल में फिट नहीं होता है। जैसा कि वे बनाते हैं, शेष नमक कम कमरे के साथ चारों ओर घूमने के लिए छोड़ दिया जाता है, और इस तरह कम एन्ट्रापी। इससे पहले कि आप इसे ठंड से शुद्ध एन्ट्रापी लाभ प्राप्त करने से पहले आपको खारा पानी भी ठंडा हो।

लेकिन सोडियम क्लोराइड एकमात्र ऐसा अणु नहीं है जो पानी के क्रिस्टल को बाधित कर सकता है। चुकंदर के रस से चीनी के अणुओं पर एक समान प्रभाव पड़ता है, जिसका अर्थ है कि अगर चुकंदर को 20 प्रतिशत नमक के घोल में मिलाकर बर्फ पर छिड़का जाए, तो बर्फ का गलनांक 15 डिग्री F से भी कम हो जाएगा। कोशिश की है कि एक साथ चुकंदर पिघलाकर, चुकंदर की रिफाइंड की बर्बादी को एक साथ मिलाया जाए, साथ ही साथ नमक के सघनता में कटौती करने के लिए मौजूदा नमक के घोल के साथ-साथ एक ही बर्फ के पिघलने के प्रभाव का उत्पादन करने की आवश्यकता होती है। गुड़ की चिपचिपाहट अतिरिक्त रूप से नमक को सड़क की सतह पर बांधने में मदद करती है, जहां यह अपने प्रभाव को अधिकतम कर सकता है।

बीट जूस हैक के लिए एकमात्र नकारात्मक पहलू, नेशनल ज्योग्राफिक 2014 में सूचना मिली, कि यह कभी-कभी धाराओं में लीक हो सकता है, जहां चीनी बैक्टीरिया को आकर्षित करती है जो पानी में सभी ऑक्सीजन को चूसते हैं जिस पर जानवर भरोसा करते हैं।

बेशक, बीट का रस सड़कों को लाल-भूरे रंग की गंदगी में बदल देता है, जैसे कि यह एक खूनी लड़ाई के ऑक्सीकरण वाले अवशेष थे। लावल जैसे कुछ शहरों ने दाग से बचने के लिए सफेद बीट से रस का उपयोग किया है, लेकिन दूसरों ने केवल अच्छे के साथ बुरे को गले लगाने के लिए सीखा है। बहुत कम से कम, मीठी मनगढ़ंत कहानी को टोस्सी रोल की तरह महकने के लिए कहा जाता है।

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