鹽的妙用:換個角度看車道

孩子們放學回家,地面覆蓋著積雪,正是進行冬季 STEM 探索的好時機

阿曼達·貝克

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點。


冰雪已經降臨。對於這個國家的大部分地區來說,這意味著剷雪、撒鹽,以及外出前穿上厚厚的冬裝的季節。但與其把這些額外的努力看作是浪費,不如把它看作是更好地瞭解冰、鹽和雪的機會?如果寒假讓您嶄露頭角的科學家渴望有所作為,不妨考慮一下這個實驗,作為看電影和喝熱巧克力的休息。

我們為什麼要給車道撒鹽?

覆蓋積雪的草坪是建造堡壘、堆雪人或與鄰居進行雪仗的好藉口。結冰的道路和車道?那就沒那麼有趣了。城市為了保持道路的暢通,付出了很多努力,以確保汽車在應該停車時不會繼續行駛,在應該行駛時不會停滯不前,或者不會撞到不該撞到的東西。


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但是,當您早上醒來看到積雪覆蓋的車道時,這取決於您自己。鏟子和吹雪機採取了一種顯而易見的方法——把雪鏟起來,放到別的地方。但是撒鹽呢?為什麼這麼多人用大顆粒的鹽覆蓋他們的人行道和車道?使用一些紙碗、一個鹽瓶、一個量杯和一個秒錶,您就可以找到答案。

材料

  • 記號筆

  • 食鹽

  • 6個紙碗

  • ½杯量杯

  • ½茶匙量勺

  • 秒錶

  • 鋼筆或鉛筆

  • 冰箱

  • 冷藏室

  • 有雪(來自室外或透過攪拌機將冰塊攪碎製成)

步驟

  1. 在把雪帶進室內之前,準備好所有材料。您不希望它過早開始融化。

  2. 確保在臺面、冰箱和冷凍室中有足夠的空間容納兩個碗。

  3. 使用記號筆將碗標記為三對:2個檯面、2個冷藏室、2個冷凍室。對於每一對,將一個標記為“鹽”,另一個標記為“無鹽”。

  4. 使用量杯(或秤)將等量的雪放入每個碗中。

  5. 在每個“鹽”碗中撒上½茶匙鹽,儘量將其均勻地撒在雪的表面。

  6. 將每組碗放在其實驗位置(檯面上、冰箱中或冷凍室中)。

  7. 啟動秒錶。

  8. 使用紙和鉛筆製作表格——一側記錄位置和條件(檯面、檯面撒鹽、冷藏室、冷藏室撒鹽、冷凍室、冷凍室撒鹽),另一側提供記錄雪開始融化和完全融化的時間點。

  9. 每三分鐘快速檢查一下碗。如果碗中的雪開始融化,請在表格中記下時間。同時記下特定碗中的雪似乎完全融化時的時間。

  10. 一旦所有碗中的雪都完全融化或停止變化,就停止實驗。

現在,您嶄露頭角的科學家將有一些水碗和一個數字表格可以討論。與其認為實驗結束了,不如現在開始討論,看看他們收集到的資料有什麼要說的。根據年齡,嘗試一下以下問題。

融化時間

  • 新增鹽似乎使雪融化得更快還是更慢?

  • 對於沒有任何鹽的碗,三個位置之間的融化時間如何比較?

  • 對於有鹽的碗,三個位置之間的融化時間如何比較?

  • 是否有任何碗中的雪始終保持凍結狀態?

  • 您認為當室外溫度不同時,鹽會起作用嗎?

其他影響

  • 現在看看每個碗裡的水,想象一下您必須喝一些。您願意喝哪些?或者用來澆灌家裡的植物?

  • 您認為車道上的雪融化後會流到哪裡?

  • 如果您的車道邊緣有一個菜園,您會在什麼時候使用鹽而不是剷雪?有冰的時候?有雪的時候?兩者都有?

  • 除了鹽之外,您認為城市還可以使用哪些其他解決方案來確保冬季道路的安全?

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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