Точка на замръзване на солена вода. Научна електронна библиотека

Таблицата показва термофизичните свойства на разтвор на калциев хлорид CaCl 2 в зависимост от температурата и концентрацията на солта: специфична топлина на разтвора, топлопроводимост, вискозитет на водни разтвори, тяхната топлопроводимост и число на Прандтл. Концентрацията на сол CaCl 2 в разтвора е от 9,4 до 29,9%. Температурата, при която се дават свойствата, се определя от съдържанието на сол в разтвора и варира от -55 до 20°C.

Калциев хлорид CaCl2 не трябва да замръзва до температура минус 55°C. За да се постигне този ефект, концентрацията на сол в разтвора трябва да бъде 29,9%, а плътността му ще бъде 1286 kg / m 3.

С увеличаване на концентрацията на сол в разтвора се увеличава не само неговата плътност, но и такива термофизични свойства като динамичния и кинематичния вискозитет на водните разтвори, както и числото на Прандтл. Например, динамичен вискозитет на разтвор на CaCl2с концентрация на сол от 9,4% при температура 20 ° C е равна на 0,001236 Pa s, а когато концентрацията на калциев хлорид в разтвора се увеличи до 30%, неговият динамичен вискозитет се увеличава до стойност от 0,003511 Pa s.

Трябва да се отбележи, че вискозитетът на водните разтвори на тази сол се влияе най-силно от температурата. Когато разтвор на калциев хлорид се охлади от 20 до -55°C, неговият динамичен вискозитет може да се увеличи 18 пъти, а кинематичният му вискозитет - 25 пъти.

Дадени са следните топлофизични свойства на разтвор на CaCl2:

, kg/m 3 ;
температура на замръзване °C;
динамичен вискозитет на водни разтвори, Pa s;
Числото на Прандтл.

Плътността на разтвора на калциев хлорид CaCl 2 в зависимост от температурата

Таблицата показва стойностите на плътността на разтвора на калциев хлорид CaCl 2 с различни концентрации в зависимост от температурата.
Концентрацията на калциев хлорид CaCl2 в разтвора е от 15 до 30% при температура от -30 до 15°C. Плътността на воден разтвор на калциев хлорид се увеличава, когато температурата на разтвора намалява и концентрацията на сол в него се увеличава.

Топлинна проводимост на разтвор на CaCl 2 в зависимост от температурата

Таблицата показва стойностите на топлопроводимостта на разтвор на калциев хлорид CaCl 2 с различни концентрации при отрицателни температури.
Концентрацията на сол CaCl 2 в разтвора е от 0,1 до 37,3% при температура от -20 до 0°C. С увеличаването на концентрацията на сол в разтвора неговата топлопроводимост намалява.

Топлинен капацитет на разтвор на CaCl2 при 0°C

Таблицата показва масовия топлинен капацитет на разтвор на калциев хлорид CaCl 2 с различни концентрации при 0°C. Концентрацията на CaCl2 сол в разтвора е от 0,1 до 37,3%. Трябва да се отбележи, че с увеличаване на концентрацията на сол в разтвора, нейният топлинен капацитет намалява.

Точка на замръзване на разтвори на соли NaCl и CaCl2

Таблицата показва температурата на замръзване на разтвори на соли на натриев хлорид NaCl и калциев CaCl 2 в зависимост от концентрацията на солта. Концентрацията на сол в разтвора е от 0,1 до 37,3%. Точката на замръзване на солевия разтвор се определя от концентрацията на солтав разтвор и за натриев хлорид NaCl може да достигне стойност от минус 21,2°C за евтектичен разтвор.

трябва да бъде отбелязано че разтворът на натриев хлорид не трябва да замръзва до температура минус 21,2°C, а разтвор на калциев хлорид не замръзва при температури до минус 55°C.

Плътността на разтвора на NaCl в зависимост от температурата

Таблицата показва стойностите на плътността на разтвора на натриев хлорид NaCl с различни концентрации в зависимост от температурата.
Концентрацията на NaCl сол в разтвора е от 10 до 25%. Стойностите на плътността на разтвора са посочени при температури от -15 до 15°C.

Топлинна проводимост на разтвор на NaCl в зависимост от температурата

Таблицата показва стойностите на топлопроводимостта на разтвор на натриев хлорид NaCl с различни концентрации при отрицателни температури.
Концентрацията на NaCl сол в разтвора е от 0,1 до 26,3% при температура от -15 до 0°C. Таблицата показва, че топлопроводимостта на воден разтвор на натриев хлорид намалява с увеличаване на концентрацията на сол в разтвора.

Специфичен топлинен капацитет на разтвор на NaCl при 0°C

Таблицата показва масовия специфичен топлинен капацитет на воден разтвор на натриев хлорид NaCl с различни концентрации при 0°C. Концентрацията на NaCl сол в разтвора е от 0,1 до 26,3%. Таблицата показва, че с увеличаване на концентрацията на сол в разтвора, нейният топлинен капацитет намалява.

Топлофизични свойства на разтвор на NaCl

Таблицата показва термофизичните свойства на разтвор на натриев хлорид NaCl в зависимост от температурата и концентрацията на сол. Концентрацията на натриев хлорид NaCl в разтвор е от 7 до 23,1%. Трябва да се отбележи, че при охлаждане на воден разтвор на натриев хлорид неговият специфичен топлинен капацитет се променя леко, топлопроводимостта намалява и вискозитетът на разтвора се увеличава.

Дадени са следните топлофизични свойства на разтвор на NaCl:

плътност на разтвора, kg/m3;
температура на замръзване °C;
специфичен (масов) топлинен капацитет, kJ/(kg deg);
коефициент на топлопроводимост, W/(m deg);
динамичен вискозитет на разтвора, Pa s;
кинематичен вискозитет на разтвора, m 2 /s;
коефициент на топлопроводимост, m 2 /s;
Числото на Прандтл.

Плътност на разтвори на натриев хлорид NaCl и калциев CaCl 2 в зависимост от концентрацията при 15°C

Таблицата показва стойностите на плътността на разтворите на натриев хлорид NaCl и калциев CaCl 2 в зависимост от концентрацията. Концентрацията на NaCl сол в разтвора е от 0,1 до 26,3% при температура на разтвора 15°C. Концентрацията на калциев хлорид CaCl2 в разтвора варира от 0,1 до 37,3% при температура 15°C. Плътността на разтворите на натриев и калциев хлорид се увеличава с увеличаване на съдържанието на сол.

Коефициент на обемно разширение на разтвори на натриев хлорид NaCl и калциев CaCl 2

Таблицата дава стойностите на средния коефициент на обемно разширение на водни разтвори на натриев хлорид NaCl и калциев CaCl 2 в зависимост от концентрацията и температурата.
Коефициентът на обемно разширение на разтвор на NaCl сол е показан при температура от -20 до 20°C.
Коефициентът на обемно разширение на разтвор на CaCl2 хлорид е представен при температури от -30 до 20°C.

източници:

Данилова Г. Н. и др.. Сборник задачи по процеси на топлообмен в хранително-вкусовата и хладилната промишленост. М.: Хранително-вкусовата промишленост, 1976.- 240 с.

При каква температура замръзва водата? Изглежда, че това е най-простият въпрос, на който дори дете може да отговори: температурата на замръзване на водата при нормални условия атмосферно наляганепри 760 mm Hg е нула градуса по Целзий.

Водата обаче (въпреки изключително широкото й разпространение на нашата планета) е най-мистериозното и непълно проучено вещество, така че отговорът на този въпрос изисква подробен и аргументиран разговор.

В Русия и Европа температурата се измерва най-често по скалата на Целзий висока стойносткойто има знак от 100 градуса.
Американският учен Фаренхайт разработи собствена скала със 180 деления.
Има още една единица за измерване на температурата - келвин, кръстен на английския физик Томсън, получил титлата лорд Келвин.

Условия и видове води

Водата на планетата Земя може да приеме три основни агрегатни състояния: течно, твърдо и газообразно, в които може да се трансформира различни форми, едновременно съществуващи един с друг (айсберги в морската вода, водни пари и ледени кристали в облаци в небето, ледници и свободно течащи реки).

В зависимост от характеристиките на произход, предназначение и състав, водата може да бъде:

свеж;
минерал;
морски;
пиене (тук включваме чешмяна вода);
дъжд;
размразени;
солено;
структуриран;
дестилиран;
дейонизиран.

Наличието на водородни изотопи прави водата:

светлина;
тежък (деутерий);
свръхтежки (тритий).

Всички знаем, че водата може да бъде мека или твърда: този показател се определя от съдържанието на магнезиеви и калциеви катиони.

Всеки от видовете и агрегатните състояния на водата, които изброихме, има своя точка на замръзване и топене.

Точка на замръзване на водата

Защо водата замръзва? Обикновената вода винаги съдържа някои суспендирани частици от минерален или органичен произход. Това могат да бъдат малки частици глина, пясък или домашен прах.

Когато температурата заобикаляща средапада до определени стойности, тези частици влизат в ролята на центрове, около които започват да се образуват ледени кристали.

Въздушните мехурчета, както и пукнатините и повредите по стените на съда с вода също могат да се превърнат в кристализационни ядра. Скоростта на процеса на кристализация на водата до голяма степен се определя от броя на тези центрове: колкото повече от тях, толкова по-бързо замръзва течността.

При нормални условия (при нормално атмосферно налягане) температурата на фазовия преход на водата от течно към твърдо състояние е 0 градуса по Целзий. Именно при тази температура водата замръзва навън.

Защо горещата вода замръзва по-бързо от студената?

Топлата вода замръзва по-бързо от студената - това явление е забелязано от Ерасто Мпемба, ученик от Танганайка. Неговите експерименти със смеси за сладолед показват, че скоростта на замръзване на нагрятите маси е значително по-висока от тази на студените.

Една от причините за това интересно явление, наречено „парадоксът на Мпемба“, е по-високият топлопренос на гореща течност, както и наличието на по-голям брой кристализационни ядра в нея в сравнение със студената вода.

Свързани ли са точката на замръзване на водата и надморската височина?

При промени в налягането, често свързани с намирането на различна надморска височина, точката на замръзване на водата започва да се различава радикално от стандартната, характерна за нормалните условия.
Кристализацията на водата на надморска височина се извършва при следните температурни стойности:

Парадоксално, но на надморска височина от 1000 м водата замръзва при 2 градуса по Целзий;
на надморска височина от 2000 метра това се случва вече при 4 градуса по Целзий.

Най-високата температура на замръзване на водата в планините се наблюдава на надморска височина над 5000 хиляди метра (например във Фенските планини или Памир).

Как налягането влияе върху процеса на кристализация на водата?

Нека се опитаме да свържем динамиката на промените в температурата на замръзване на водата с промените в налягането.

При налягане от 2 atm водата ще замръзне при температура от -2 градуса.
При налягане от 3 atm, температура от -4 градуса по Целзий ще започне да замръзва водата.

При повишено налягане температурата, при която започва процесът на кристализация на водата, намалява и точката на кипене се повишава. При ниско налягане се получава диаметрално противоположна картина.

Ето защо при условия на голяма надморска височина и разредена атмосфера е много трудно да се сварят дори яйца, тъй като водата в тенджерата кипи вече при 80 градуса. Ясно е, че е просто невъзможно да се готви храна при тази температура.

При високо налягане процесът на топене на леда под остриетата на кънките се случва дори при много ниски температури, но благодарение на него кънките се плъзгат по ледената повърхност.

По подобен начин се обяснява замръзването на бегачите на тежко натоварени шейни в разказите на Джек Лондон. Тежките шейни, оказващи натиск върху снега, го карат да се топи. Получената вода ги прави по-лесни за плъзгане. Но щом шейните спрат и останат дълго време на едно място, изместената вода замръзва и замръзва бегачите към пътя.

Температура на кристализация на водни разтвори

Като отличен разтворител, водата лесно реагира с различни органични и неорганични вещества, образувайки маса от понякога неочаквани химични съединения. Разбира се, всеки от тях ще замръзне при различни температури. Нека покажем това във визуален списък.

Точката на замръзване на смес от алкохол и вода зависи от процентсъдържа и двата компонента. как повече водадобавен към разтвора, толкова по-близо до нула е неговата точка на замръзване. Ако в разтвора има повече алкохол, процесът на кристализация ще започне при стойности, близки до -114 градуса.
Важно е да знаете, че водно-спиртните разтвори нямат фиксирана точка на замръзване. Обикновено те говорят за температурата в началото на процеса на кристализация и температурата на крайния преход в твърдо състояние.
Между началото на образуването на първите кристали и пълното втвърдяване на алкохолния разтвор има температурен интервал от 7 градуса. По този начин точката на замръзване на вода с 40% концентрация на алкохол в началния етап е -22,5 градуса, а окончателният преход на разтвора в твърда фаза ще настъпи при -29,5 градуса.

Точката на замръзване на водата със сол е тясно свързана със степента на нейната соленост: колкото повече сол има в разтвора, толкова по-ниска е позицията на живачната колона, в която ще замръзне.

За измерване на солеността на водата се използва специална единица - "ppm". И така, установихме, че точката на замръзване на водата намалява с увеличаване на концентрацията на сол. Нека обясним това с пример:

Нивото на соленост на океанската вода е 35 ppm, докато средната й точка на замръзване е 1,9 градуса. Солеността на водите в Черно море е 18-20 ppm, така че те замръзват при по-висока температура с диапазон от -0,9 до -1,1 градуса по Целзий.

Точката на замръзване на вода със захар (за разтвор, чиято молалност е 0,8) е -1,6 градуса.
Точката на замръзване на водата с примеси до голяма степен зависи от тяхното количество и естеството на примесите, включени във водния разтвор.
Точката на замръзване на водата с глицерин зависи от концентрацията на разтвора. Разтвор, съдържащ 80 ml глицерин, ще замръзне при -20 градуса; когато съдържанието на глицерин намалее до 60 ml, процесът на кристализация ще започне при -34 градуса, а началото на замръзване на 20% разтвор е минус пет градуса. Както можете да видите, в този случай няма линейна връзка. За замразяване на 10% разтвор на глицерин ще бъде достатъчна температура от -2 градуса.
Точката на замръзване на вода със сода (което означава алкален каустик или сода каустик) представя още по-мистериозна картина: 44% разтвор на каустик замръзва при +7 градуса по Целзий и 80% при + 130.

Замръзване на сладководни тела

Процесът на образуване на лед в сладководни тела протича в малко по-различен температурен режим.

Точката на замръзване на водата в езерото, точно както точката на замръзване на водата в реката, е нула градуса по Целзий. Замръзването на най-чистите реки и потоци започва не от повърхността, а от дъното, върху което присъстват кристализационни ядра под формата на частици дънна тиня. Първоначално дървесината и водните растения са покрити с ледена кора. Струва си само дънен ледсе издигат на повърхността, тъй като реката моментално замръзва.
Замръзналата вода на езерото Байкал понякога може да се охлади до минусови температури. Това се случва само в плитка вода; температурата на водата може да бъде хилядни, а понякога и стотни от един градус под нулата.
Температурата на байкалската вода под самата кора на ледената покривка като правило не надвишава +0,2 градуса. В долните слоеве постепенно се увеличава до +3,2 на дъното на най-дълбокия басейн.

Точка на замръзване на дестилирана вода

Замръзва ли дестилираната вода? Нека си припомним, че за да замръзне водата, е необходимо в нея да има определени центрове на кристализация, които могат да бъдат въздушни мехурчета, суспендирани частици, както и увреждане на стените на съда, в който се намира.

Дестилираната вода, напълно лишена от всякакви примеси, няма кристализационни ядра и следователно замръзването й започва при много ниски температури. Началната точка на замръзване на дестилираната вода е -42 градуса. Учените успяха да постигнат преохлаждане на дестилирана вода до -70 градуса.

Водата, която е била изложена на много ниски температури, без да кристализира, се нарича „преохладена“. Можете да поставите бутилка с дестилирана вода във фризера, за да постигнете хипотермия, а след това да демонстрирате много впечатляващ трик - вижте видеото:

Като леко почукате бутилка, извадена от хладилника, или хвърлите малко парче лед в нея, можете да покажете как моментално се превръща в лед, който прилича на продълговати кристали.

Дестилирана вода: това пречистено вещество замръзва ли под налягане или не? Такъв процес е възможен само в специално създадени лабораторни условия.

Точка на замръзване на солената вода

Морската вода замръзва при температури под нула градуса. Колкото по-висока е солеността на морската вода, толкова по-ниска е нейната точка на замръзване. Това се вижда от следната таблица:

Соленост в °/00	Точка на замръзване (в градуси)	Соленост в °/00	Точка на замръзване (в градуси)
0 (прясна вода)	0	20	-1,1
2	-0,1	22	-1,2
4	-0,2	24	-1,3
6	-0,3	26	-1,4
8	-0,4	28	-1,5
10	-0,5	30	-1,6
12	-0,6	32	-1,7
14	-0,8	35	-1,9
16	-0,9	37	-2,0
18	-1,0	39	-2,1

Тази таблица показва, че повишаването на солеността с 2°/00 понижава точката на замръзване с около една десета от градуса.

За да може водата с океанска соленост 35 °/00 да започне да замръзва, тя трябва да се охлади под нулата с почти два градуса.

При падане върху незамръзнала прясна речна вода обикновеният сняг с температура на топене от нула градуса, като правило, се топи. Ако същият този сняг падне върху незамръзнала морска вода с температура -1°, значи той не се топи.

Познавайки солеността на водата, можете да определите точката на замръзване на всяко море, като използвате таблицата по-горе.

Соленост на водата Азовско морепрез зимата около 12 °/00; следователно водата започва да замръзва едва при температура 0°.6 под нулата.

В откритата част Бяло моресолеността достига 25 °/00. Това означава, че за да замръзне водата, тя трябва да се охлади под минус 1°.4.

Водата със соленост 100 °/00 (тази соленост може да се намери в Сиваши, отделена от Азовско море от Арабатската коса) ще замръзне при температура от минус 6 °.1, а в Кара-Богаз-Гол солеността е повече от 250 °/00, а водата замръзва едва когато температурата й падне значително под 10° под нулата!

Когато е солено морска водаохлажда до подходящата температура на замръзване, в него започват да се появяват първични ледени кристали под формата на много тънки шестоъгълни призми, подобни на игли.

Поради това те обикновено се наричат ледени игли. Първичните ледени кристали, които се образуват в солената морска вода, не съдържат сол; тя остава в разтвор, увеличавайки своята соленост. Това е лесно да се провери. След като съберете ледените игли с мрежа от много тънка марля или тюл, трябва да ги изплакнете с прясна вода, за да ги измиете. солена водаи след това се разтопява в друга купа. Ще получите прясна вода.

Ледът, както знаете, е по-лек от водата, така че ледените игли плават. Натрупванията им на повърхността на водата наподобяват външен видмазни петна върху охладена супа. Тези натрупвания се наричат сланина.

Ако сланата се засили и повърхността на морето бързо губи топлина, тогава мазнината започва да замръзва и при тихо време се появява равномерна, гладка, прозрачна ледена кора, която поморите, жителите на нашето северно крайбрежие, наричат нилас. Той е толкова чист и прозрачен, че в колибите, направени от сняг, може да се използва вместо стъкло (разбира се, ако няма отопление вътре в такава колиба). Ако разтопите нилас, водата ще се окаже солена. Вярно е, че солеността му ще бъде по-ниска от водата, от която са се образували ледените игли.

Индивидуалните ледени игли не съдържат сол, но солта се появява в образувания от тях морски лед. Това се случва, защото произволно разположени ледени игли, когато са замръзнали, улавят малки капчици солена морска вода. Така солта се разпределя неравномерно в морския лед - в отделни включвания.

Соленост морски ледзависи от температурата, при която е образуван. При лека слана ледените игли замръзват бавно и улавят малко солена вода. При силен студ ледените игли замръзват много по-бързо и улавят много солена вода. В този случай морският лед ще бъде по-солен.

Когато морският лед започне да се топи, първото нещо, което се топи от него, са солените включвания. Следователно старият, многогодишен полярен лед, който е прелетял няколко пъти, става свеж. Полярните зимуващи използват за пия водаобикновено сняг, а когато няма сняг, стар морски лед.

Ако по време на обучението идва ледсняг, след което той, без да се топи, остава на повърхността на морската вода, насища се с него и, замръзвайки, образува мътен, белезникав, непрозрачен, неравен лед - млади риби. И нилите, и младежите, когато вятърът и вълните се разбиват, се разпадат на парчета, които, сблъсквайки се един с друг, се удрят в ъглите и постепенно се превръщат в кръгли ледени късове - мига. Когато вълнението отшуми, палачинките се замразяват заедно, образувайки твърд палачинков лед.

Край брега, в плитчините, морската вода се охлажда по-бързо, така че ледът се появява по-рано, отколкото в открито море. Обикновено ледът замръзва до бреговете, това е бърз лед. Ако студовете са придружени от тихо време, бързият лед расте бързо, понякога достигайки ширина от много десетки километри. Но силните ветрове и вълни разбиват бързия лед. Частите, които се отделят от него, плуват надолу по течението и се отнасят от вятъра. Така възникват плаващ лед. В зависимост от размера си те имат различни имена.

Ледено поле е плаващ лед с площ, по-голяма от една квадратна морска миля.

Плаващ лед, по-дълъг от една дължина на кабела, се нарича отломки от ледено поле.

Грубият лед е по-къс от една дължина на кабела, но повече от една десета от дължината на кабела (18,5 m). Ситно натрошеният лед не надвишава една десета от дължината на кабела, а ледената каша се състои от малки парчета, които се търкалят по вълните.

Теченията и вятърът могат да тласкат ледените късове срещу припушен лед или един срещу друг. Натискът на ледените полета едно върху друго причинява раздробяването на плаващия лед. Това обикновено създава купчини фино натрошен лед.

Когато единичен леден къс се издигне и в това положение замръзне в околния лед, той образува ропак. Ропаците, покрити със сняг, трудно се виждат от самолет и могат да причинят катастрофа при кацане.

Често под натиска на ледените полета се образуват ледени хребети - хумове. Понякога хълмовете достигат височина от няколко десетки метра. Ледът е трудно проходим, особено за кучешки впряг. Той представлява сериозна пречка дори за мощни ледоразбивачи.

Фрагмент от хълм, който се издига над повърхността на водата и лесно се отнася от вятъра, се нарича несак. Риба, която е заседнала, се нарича стамуха.

Около Антарктида и в Северния ледовит океан има ледени планини - айсберги. Обикновено това са фрагменти от континентален лед.

В Антарктида, както наскоро установиха изследователите, айсбергите се образуват и в морето, на континенталните плитчини. Над повърхността на водата се вижда само част от айсберга. По-голямата част (около 7/8) е под вода. Площта на подводната част на айсберга винаги е много по-голяма от повърхността. Следователно айсбергите са опасни за корабите.

Сега айсбергите могат лесно да бъдат открити в далечината и в мъгла с помощта на прецизни радио инструменти на кораб. Преди това имаше случаи на сблъсък на кораби с айсберги. Така например през 1912 г. потъва огромният пътнически океански параход Титаник.

КРЪГОВРЪТ НА ВОДАТА В СВЕТОВНИЯ ОКЕАН

В полярните зони водата, докато се охлажда, става по-плътна и потъва на дъното. Оттам бавно се плъзга към екватора. Следователно на всички географски ширини дълбоките води са студени. Дори близо до екватора дънните води имат температура само 1-2° над нулата.

Тъй като теченията се отнасят от екватора топла водадо умерени ширини, след което на негово място от дълбините се издига много бавно студена вода. На повърхността отново се затопля, отива в полярните зони, където се охлажда, потъва на дъното и отново се движи по дъното към екватора.

По този начин в океаните има един вид воден цикъл: водата се движи по повърхността от екватора към полярните зони и по дъното на океаните - от полярните зони към екватора. Този процес на смесване на водата, заедно с други явления, обсъдени по-горе, създава единството на Световния океан.

Ако намерите грешка, моля, маркирайте част от текста и щракнете Ctrl+Enter.

Водата в моретата и океаните е много различна от речната и езерната. Солено е - и това определя много от свойствата му. От този фактор зависи и температурата на замръзване на морската вода. Тя не е равна на 0 °C, както е при прясната вода. За да се покрие с лед, морето изисква по-силен студ.

Невъзможно е да се каже недвусмислено при каква температура замръзва морската вода, тъй като този показател зависи от степента на нейната соленост. Различно е в различните части на световния океан.

Най-солено е Червено море. Тук концентрацията на сол във водата достига 41‰ (ppm). Водите на Балтийския залив са с най-малко сол – 5‰. В Черно море този показател е 18‰, а в Средиземно море – 26‰. Солеността на Азовско море е 12‰. И ако го вземем средно, солеността на моретата е 34,7‰.

Колкото по-висока е солеността, толкова повече морската вода трябва да се охлади, за да стане твърда.

Това ясно се вижда от таблицата:

Соленост, ‰	Температура на замръзване, °C	Соленост, ‰	Температура на замръзване, °C
0 (прясна вода)		20	-1,1
2	-0,1	22	-1,2
4	-0,2	24	-1,3
6	-0,3	26	-1,4
8	-0,4	28	-1,5
10	-0,5	30	-1,6
12	-0,6	32	-1,7
14	-0,8	35	-1,9
16	-0,9	37	-2,0
18	-1,0	39	-2,1

Там, където солеността е още по-висока, като например в езерото Сиваш (100 ‰), залива Кара-Богаз-Гол (250 ‰), в Мъртво море (над 270 ‰), водата може да замръзне само с много голям минус - в първия случай - при -6,1 °C, във втория - под -10 °C.

Средната стойност за всички морета може да се приеме за -1,9 °C.

Етапи на замразяване

Много е интересно да се наблюдава как морската вода замръзва. Не се покрива веднага с равномерна ледена кора, като прясна вода. Когато част от него се превърне в лед (който е пресен), останалата част става още по-солена и изисква още по-силен студ, за да замръзне.

Видове лед

Докато морето се охлажда, се образуват различни видове лед:

снежинка;
утайки;
игли;
сало;
нилас.

Ако морето все още не е замръзнало, но е много близо до него и по това време вали сняг, той не се топи при контакт с повърхността, а се насища с вода и образува вискозна маса, подобна на каша, която се нарича сняг . Замръзвайки, тази каша се превръща в киша, която е много опасна за корабите, попаднали в буря. Поради това палубата моментално се покрива с ледена кора.

Когато термометърът достигне нивото, необходимо за замръзване, в морето започват да се образуват ледени игли - кристали под формата на много тънки шестоъгълни призми. След като ги съберете с мрежа, измиете солта от тях и ги разтопите, ще откриете, че са пресни.

Отначало иглите растат хоризонтално, след това заемат вертикално положение и на повърхността се виждат само основите им. Те приличат на петна мазнина в охладена супа. Следователно ледът на този етап се нарича свинска мас.

Когато стане още по-студено, маста започва да замръзва и образува ледена кора, прозрачна и крехка като стъкло. Този вид лед се нарича nilas или колба. Солено е, макар че се образува от безквасни иглички. Факт е, че по време на замръзване иглите улавят малки капки заобикаляща солена вода.

Само в моретата се наблюдава подобно явление, известно като плаващ лед. Това се случва, защото водата тук се охлажда по-бързо близо до брега. Ледът, който се образува там, замръзва до крайбрежния ръб, поради което се нарича бърз лед. Тъй като студовете се засилват по време на тихо време, той бързо улавя нови територии, понякога достигащи десетки километри ширина. Но си заслужава изкачването силен вятър– и бързият лед започва да се разпада на парчета с различни размери. Тези ледени късове, често с огромни размери (ледени полета), се носят от вятъра и течението из морето, причинявайки проблеми на корабите.

Температура на топене

Морският лед не се топи при същата температура, при която замръзва морската вода, както може да се мисли. Той е по-малко солен (средно 4 пъти), така че превръщането му обратно в течност започва преди достигането на тази марка. Ако средната точка на замръзване на морската вода е -1,9 °C, то средната температура на топене на образувания от нея лед е -2,3 °C.

Замразяване на солена вода: Видео

Прочетете също

Как да направите чешмяна вода дестилирана
Какво знаете за точката на кипене на водата?
Как влияе морската вода на косата?

Ако охладите разтвор на сол във вода, ще откриете, че точката на замръзване е намаляла. Минали са нула градуса, но втвърдяване не се получава. Само при температура няколко градуса под нулата в течността ще се появят кристали. Това са кристали чист лед, солта не се разтваря в твърд лед.

Точката на замръзване зависи от концентрацията на разтвора. Чрез увеличаване на концентрацията на разтвора ще намалим температурата на кристализация. Повечето ниска температуразамразяването има наситен разтвор. Намаляването на точката на замръзване на разтвора не е никак малко: например наситен разтвор трапезна солвъв вода ще замръзне при -21 °C. С помощта на други соли може да се постигне още по-голямо понижение на температурата; калциевият хлорид, например, ви позволява да доведете температурата на втвърдяване на разтвора до -55°C.

Нека сега разгледаме как протича процесът на замразяване. След като първите ледени кристали паднат от разтвора, силата на разтвора ще се увеличи. Сега относителният брой чужди молекули ще се увеличи, намесата в процеса на кристализация на водата също ще се увеличи и точката на замръзване ще падне. Ако температурата не се понижи допълнително, кристализацията ще спре.

С по-нататъшното понижаване на температурата кристалите вода (разтворител) продължават да се отделят. Накрая разтворът се насища. По-нататъшното обогатяване на разтвора с разтвореното вещество става невъзможно и разтворът веднага замръзва и ако разгледате замразената смес под микроскоп, можете да видите, че тя се състои от ледени кристали и кристали сол.

По този начин разтворът замръзва по различен начин от обикновената течност. Процесът на замразяване се простира в голям температурен интервал.

Какво се случва, ако поръсите сол върху ледена повърхност? Отговорът на въпроса е добре известен на портиерите: веднага щом солта влезе в контакт с леда, ледът ще започне да се топи. За да се случи явлението, е необходимо, разбира се, точката на замръзване на наситен солен разтвор да е по-ниска от температурата на въздуха. Ако това условие е изпълнено, тогава сместа лед-сол се намира в област на чуждо състояние, а именно в областта на стабилно съществуване на разтвора. Следователно сместа от лед и сол ще се превърне в разтвор, т.е. ледът ще се стопи и солта ще се разтвори в получената вода. В крайна сметка или целият лед ще се стопи, или ще се образува разтвор с концентрация, чиято точка на замръзване е равна на температурата на средата.

Площ от 100 м2 двор е покрита с ледена кора от 1 см - това е доста лед, около 1 т. Нека изчислим колко сол е необходима за почистване на двора, ако температурата е -3°C . Разтвор на сол с концентрация 45 g/l има тази температура на кристализация (топене). Приблизително 1 литър вода отговаря на 1 кг лед. Това означава, че за да разтопите 1 тон лед при -3°C са ви необходими 45 кг сол. На практика те използват много по-малки количества, тъй като не постигат пълно разтопяване на целия лед.

Когато ледът и солта се смесят, ледът се топи и солта се разтваря във водата. Но топенето изисква топлина, а ледът я отнема от заобикалящата го среда. По този начин добавянето на сол към леда води до понижаване на температурата.

Вече сме свикнали да купуваме фабричен сладолед. Преди това сладоледът се приготвяше у дома, а ролята на хладилник се играеше от смес от лед и сол.

$моб_инфо$