Холодный снег
полчашки снега, поваренная соль, дощечка, термометр.
Выполнение опыта:
1. Наберите полчашки снега. (Если нет на улице, заморозьте пластиковую бутыль на 0,5л с водой в морозилке, а потом раскрошите лед ударами молотка.)
2. Положите немного снега на дощечку. Пусть он растает, превратившись в маленькую лужицу.
3. Поставьте чашку на лужицу и измерьте температуру тающего снега. По теории она должна быть 0 градусов Цельсия.
4. Насыпьте ложку поваренной соли (NaCl) в снег и перемешайте.
5. Измерьте температуру. Она резко понизится до минус 18 градусов Цельсия!
6. Подождите 5 минут. Температура медленно будут расти, а вот дощечка примерзнет к чашке!
Вопросики:
1. Почему снег тает при 0 градусов Цельсия?
2. Почему резко понизилась температура смеси?
3. Где можно применить данное явление?
Что же происходило?
В свойствах смесей есть интересная закономерность: температура плавления смеси нескольких веществ ниже, чем температура плавления каждого из чистых веществ по отдельности. Так для нашего случая, температура плавления чистой воды (в виде льда или снега) 0 градусов Цельсия. Если внести в лед примесь поваренной соли, то лед начинает плавиться при более низких минусовых температурах. Температура плавления зависит от соотношения льда и соли, скорости перемешивания и даже степени измельчения льда.
Самая низкая температура замерзания данного раствора соли называется криогидратной температурой (точкой). Для раствора NaCl криогидратная температура минус 21,2 градусов Цельсия при концентрации 23,1%.
Чтобы расплавить кристаллы льда нужно огромное количество энергии, которая берется из окружающей среды (помните, как замерзла лужица), из самой смеси. В итоге, температура смеси резко падает.
Применяют это явление в гололед. Посыпав лед, солью получаем пограничный слой, в котором смесь льда и соли начинает плавиться, потому что температура замерзания этого слоя ниже. В результате образуется пленка из водного раствора соли, что увеличивает площадь соприкосновения соли со льдом, пока весь лед не растопится, отобрав энергию у воздуха. Стоять на солевой каше холоднее, чем просто на льду, зато не скользко.
Еще это явление применяли в средние века для изготовления мороженного. Бочку со снегом и солью применяли, как морозильник.
Свидетельство о публикации №210010600423