鹽水的凝固點比水低的現象被稱爲“冰點降低效應”或“freezing point depression”。這個效應的原因是,在鹽水中溶解了氯化物離子和鈉離子等雜質,這些離子會佔據一部分空間,使得水分子之間的距離變遠,形成了一箇比純水中更爲鬆散但具有穩定性質的結構。這樣就加大了冰晶的形成難度,需要更低的溫度才能開始結晶生成冰晶。因此,鹽水的凝固點比純水的低。
具體的解釋可以通過水的凝固點方程來理解。水的凝固點方程爲:Tf = 0.003957814 × 10^(-3) × (P - 611.57) + 273.16,其中Tf是水的凝固點,P是壓力,T是絕對溫度。從這個方程中可以看出,凝固點與壓力成正比,與溫度成反比。當向水中加入鹽時,由於鹽的解離,會有更多的離子被釋放,這些離子會與水分子發生相互作用,導致水分子被“束縛”,從而降低了水的蒸氣壓。冰的蒸氣壓是不變的,而凝固點要低於冰的蒸氣壓,因此加入鹽後,水的蒸氣壓變小,原來的蒸氣壓相等就變成了冰的蒸氣壓大於水,造成了凝固點降低。
綜上所述,鹽水的凝固點比水低,是因爲鹽水的解離過程中,離子與水分子之間的相互作用降低了水的蒸氣壓,使得凝固點降低。