盐的妙用:换个角度看车道

孩子们放学回家,地面覆盖着积雪,正是进行冬季 STEM 探索的好时机

阿曼达·贝克

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。


冰雪已经降临。对于这个国家的大部分地区来说,这意味着铲雪、撒盐,以及外出前穿上厚厚的冬装的季节。但与其把这些额外的努力看作是浪费,不如把它看作是更好地了解冰、盐和雪的机会?如果寒假让您崭露头角的科学家渴望有所作为,不妨考虑一下这个实验,作为看电影和喝热巧克力的休息。

我们为什么要给车道撒盐?

覆盖积雪的草坪是建造堡垒、堆雪人或与邻居进行雪仗的好借口。结冰的道路和车道?那就没那么有趣了。城市为了保持道路的畅通,付出了很多努力,以确保汽车在应该停车时不会继续行驶,在应该行驶时不会停滞不前,或者不会撞到不该撞到的东西。


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但是,当您早上醒来看到积雪覆盖的车道时,这取决于您自己。铲子和吹雪机采取了一种显而易见的方法——把雪铲起来,放到别的地方。但是撒盐呢?为什么这么多人用大颗粒的盐覆盖他们的人行道和车道?使用一些纸碗、一个盐瓶、一个量杯和一个秒表,您就可以找到答案。

材料

  • 记号笔

  • 食盐

  • 6个纸碗

  • ½杯量杯

  • ½茶匙量勺

  • 秒表

  • 钢笔或铅笔

  • 冰箱

  • 冷藏室

  • 有雪(来自室外或通过搅拌机将冰块搅碎制成)

步骤

  1. 在把雪带进室内之前,准备好所有材料。您不希望它过早开始融化。

  2. 确保在台面、冰箱和冷冻室中有足够的空间容纳两个碗。

  3. 使用记号笔将碗标记为三对:2个台面、2个冷藏室、2个冷冻室。对于每一对,将一个标记为“盐”,另一个标记为“无盐”。

  4. 使用量杯(或秤)将等量的雪放入每个碗中。

  5. 在每个“盐”碗中撒上½茶匙盐,尽量将其均匀地撒在雪的表面。

  6. 将每组碗放在其实验位置(台面上、冰箱中或冷冻室中)。

  7. 启动秒表。

  8. 使用纸和铅笔制作表格——一侧记录位置和条件(台面、台面撒盐、冷藏室、冷藏室撒盐、冷冻室、冷冻室撒盐),另一侧提供记录雪开始融化和完全融化的时间点。

  9. 每三分钟快速检查一下碗。如果碗中的雪开始融化,请在表格中记下时间。同时记下特定碗中的雪似乎完全融化时的时间。

  10. 一旦所有碗中的雪都完全融化或停止变化,就停止实验。

现在,您崭露头角的科学家将有一些水碗和一个数字表格可以讨论。与其认为实验结束了,不如现在开始讨论,看看他们收集到的数据有什么要说的。根据年龄,尝试一下以下问题。

融化时间

  • 添加盐似乎使雪融化得更快还是更慢?

  • 对于没有任何盐的碗,三个位置之间的融化时间如何比较?

  • 对于有盐的碗,三个位置之间的融化时间如何比较?

  • 是否有任何碗中的雪始终保持冻结状态?

  • 您认为当室外温度不同时,盐会起作用吗?

其他影响

  • 现在看看每个碗里的水,想象一下您必须喝一些。您愿意喝哪些?或者用来浇灌家里的植物?

  • 您认为车道上的雪融化后会流到哪里?

  • 如果您的车道边缘有一个菜园,您会在什么时候使用盐而不是铲雪?有冰的时候?有雪的时候?两者都有?

  • 除了盐之外,您认为城市还可以使用哪些其他解决方案来确保冬季道路的安全?

Amanda Baker is a science communicator and outreach advocate. She has a geoscience PhD from Cornell University and has managed open-access, academic journals as well as the outreach journal Frontiers for Young Minds. She is currently writing and editing science content for kids, from curriculum materials to magazines like Smore. She has served as a Science Olympiad national event supervisor and taught a first-year writing seminar on sustainable earth systems while at Cornell.

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