Устаткування і матеріали:
півчашки снігу, кухонна сіль, дощечка, термометр.
Виконання досвіду:
1. Наберіть півчашки снігу. (Якщо немає на вулиці, заморозьте пластикову пляшку на 0,5 л з водою в морозилці, а потім розкришите лід ударами молотка.)
2. Покладіть трохи снігу на дощечку. Нехай він розтане, перетворившись в маленьку калюжку.
3. Поставте чашку на калюжку і виміряйте температуру талого снігу. За теорією вона повинна бути 0 градусів Цельсія.
4. Насипте ложку кухонної солі (NaCl) в сніг і перемішайте.
5. Виміряйте температуру. Вона різко знизиться до мінус 18 градусів Цельсія!
6. Зачекайте 5 хвилин. Температура повільно зростатимуть, а ось дощечка примерзне до чашки!
вопросики:
1. Чому сніг тане при 0 градусів Цельсія?
2. Чому різко знизилася температура суміші?
3. Де можна застосувати дане явище?
Що ж відбувалося?
У властивостях сумішей є цікава закономірність: температура плавлення суміші декількох речовин нижче, ніж температура плавлення кожного з чистих речовин окремо. Так для нашого випадку, температура плавлення чистої води (у вигляді льоду або снігу) 0 градусів Цельсія. Якщо внести в лід домішка кухонної солі, то лід починає плавитися при більш низьких мінусових температурах. Температура плавлення залежить від співвідношення льоду і солі, швидкості перемішування і навіть ступеня подрібнення льоду.
Найнижча температура замерзання даного розчину солі називається кріогідратной температурою (точкою). Для розчину NaCl кріогідратная температура мінус 21,2 градусів Цельсія при концентрації 23,1%.
Щоб розплавити кристали льоду потрібно величезна кількість енергії, яка береться з навколишнього середовища (пам'ятаєте, як замерзла калюжа), з самої суміші. У підсумку, температура суміші різко падає.
Застосовують це явище в ожеледь. Посипавши лід, сіллю отримуємо прикордонний шар, в якому суміш льоду і солі починає плавитися, тому що температура замерзання цього шару нижче. В результаті утворюється плівка з водного розчину солі, що збільшує площу зіткнення солі з льодом, поки весь лід не розтопиться, відібравши енергію у повітря. Стояти на сольовий каші холодніше, ніж просто на льоду, зате не слизько.
Ще це явище застосовували в середні століття для виготовлення морозива. Бочку зі снігом і сіллю застосовували, як морозильник.