Πίνακας σημείου κατάψυξης αλμυρού νερού. Επιστημονική ηλεκτρονική βιβλιοθήκη

Ο πίνακας δείχνει τις θερμοφυσικές ιδιότητες ενός διαλύματος χλωριούχου ασβεστίου CaCl 2 ανάλογα με τη θερμοκρασία και τη συγκέντρωση άλατος: η ειδική θερμότητα του διαλύματος, η θερμική αγωγιμότητα, το ιξώδες των υδατικών διαλυμάτων, η θερμική τους διαχύτητα και ο αριθμός Prandtl. Η συγκέντρωση του άλατος CaCl 2 στο διάλυμα είναι από 9,4 έως 29,9%. Η θερμοκρασία στην οποία δίνονται οι ιδιότητες προσδιορίζεται από την περιεκτικότητα του διαλύματος σε αλάτι και κυμαίνεται από -55 έως 20°C.

χλωριούχο ασβέστιο Το CaCl 2 δεν μπορεί να παγώσει μέχρι μείον 55°С. Για να επιτευχθεί αυτό το αποτέλεσμα, η συγκέντρωση άλατος στο διάλυμα θα πρέπει να είναι 29,9%, και η πυκνότητά του θα είναι 1286 kg/m 3 .

Με την αύξηση της συγκέντρωσης άλατος σε ένα διάλυμα, αυξάνεται όχι μόνο η πυκνότητά του, αλλά και τέτοιες θερμοφυσικές ιδιότητες όπως το δυναμικό και κινηματικό ιξώδες των υδατικών διαλυμάτων, καθώς και ο αριθμός Prandtl. Για παράδειγμα, δυναμικό ιξώδες διαλύματος CaCl 2με συγκέντρωση άλατος 9,4% σε θερμοκρασία 20°C είναι 0,001236 Pa s, και με αύξηση της συγκέντρωσης χλωριούχου ασβεστίου στο διάλυμα στο 30%, το δυναμικό του ιξώδες αυξάνεται σε μια τιμή 0,003511 Pa s.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η θερμοκρασία έχει την ισχυρότερη επίδραση στο ιξώδες των υδατικών διαλυμάτων αυτού του άλατος. Όταν ένα διάλυμα χλωριούχου ασβεστίου ψύχεται από τους 20 στους -55°C, το δυναμικό του ιξώδες μπορεί να αυξηθεί κατά 18 φορές και το κινηματικό κατά 25 φορές.

Δεδομένων των παρακάτω Θερμοφυσικές ιδιότητες του διαλύματος CaCl 2:

, kg / m 3;
Σημείο πήξης °С;
δυναμικό ιξώδες υδατικών διαλυμάτων, Pa s;
Αριθμός Prandtl.

Η πυκνότητα ενός διαλύματος χλωριούχου ασβεστίου CaCl 2 ανάλογα με τη θερμοκρασία

Ο πίνακας δείχνει τις τιμές της πυκνότητας ενός διαλύματος χλωριούχου ασβεστίου CaCl 2 διαφόρων συγκεντρώσεων ανάλογα με τη θερμοκρασία.
Η συγκέντρωση του χλωριούχου ασβεστίου CaCl 2 στο διάλυμα είναι από 15 έως 30% σε θερμοκρασία -30 έως 15°C. Η πυκνότητα ενός υδατικού διαλύματος χλωριούχου ασβεστίου αυξάνεται με τη μείωση της θερμοκρασίας του διαλύματος και την αύξηση της συγκέντρωσης άλατος σε αυτό.

Θερμική αγωγιμότητα του διαλύματος CaCl 2 ανάλογα με τη θερμοκρασία

Ο πίνακας δείχνει τη θερμική αγωγιμότητα ενός διαλύματος χλωριούχου ασβεστίου CaCl 2 διαφόρων συγκεντρώσεων σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Η συγκέντρωση του άλατος CaCl2 στο διάλυμα είναι από 0,1 έως 37,3% σε θερμοκρασία -20 έως 0°C. Καθώς η συγκέντρωση του άλατος στο διάλυμα αυξάνεται, η θερμική του αγωγιμότητα μειώνεται.

Θερμοχωρητικότητα διαλύματος CaCl 2 στους 0°С

Ο πίνακας δείχνει τις τιμές της θερμοχωρητικότητας μάζας ενός διαλύματος χλωριούχου ασβεστίου CaCl 2 διαφόρων συγκεντρώσεων στους 0°C. Η συγκέντρωση του άλατος CaCl 2 στο διάλυμα είναι από 0,1 έως 37,3%. Πρέπει να σημειωθεί ότι με την αύξηση της συγκέντρωσης του αλατιού σε ένα διάλυμα, η θερμοχωρητικότητα του μειώνεται.

Σημείο πήξης διαλυμάτων αλάτων NaCl και CaCl 2

Ο πίνακας δείχνει το σημείο πήξης των διαλυμάτων των αλάτων χλωριούχου νατρίου NaCl και ασβεστίου CaCl 2 ανάλογα με τη συγκέντρωση του άλατος. Η συγκέντρωση άλατος στο διάλυμα είναι από 0,1 έως 37,3%. Το σημείο πήξης ενός αλατούχου διαλύματος προσδιορίζεται από τη συγκέντρωση άλατοςσε διάλυμα και για το χλωριούχο νάτριο το NaCl μπορεί να φτάσει σε τιμή μείον 21,2°C για ένα ευτηκτικό διάλυμα.

πρέπει να σημειωθεί ότι Το διάλυμα χλωριούχου νατρίου δεν μπορεί να παγώσει σε θερμοκρασία μείον 21,2 °Cκαι ένα διάλυμα χλωριούχου ασβεστίου δεν παγώνει σε θερμοκρασίες μέχρι μείον 55°C.

Πυκνότητα διαλύματος NaCl σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία

Ο πίνακας δείχνει τις τιμές της πυκνότητας ενός διαλύματος χλωριούχου νατρίου NaCl διαφόρων συγκεντρώσεων ανάλογα με τη θερμοκρασία.
Η συγκέντρωση του άλατος NaCl στο διάλυμα είναι από 10 έως 25%. Οι τιμές πυκνότητας του διαλύματος υποδεικνύονται σε θερμοκρασίες από -15 έως 15°C.

Θερμική αγωγιμότητα του διαλύματος NaCl ως συνάρτηση της θερμοκρασίας

Ο πίνακας δείχνει τις τιμές θερμικής αγωγιμότητας ενός διαλύματος χλωριούχου νατρίου NaCl διαφόρων συγκεντρώσεων σε αρνητικές θερμοκρασίες.
Η συγκέντρωση του άλατος NaCl στο διάλυμα είναι από 0,1 έως 26,3% σε θερμοκρασία -15 έως 0°C. Σύμφωνα με τον πίνακα, μπορεί να φανεί ότι η θερμική αγωγιμότητα ενός υδατικού διαλύματος χλωριούχου νατρίου μειώνεται καθώς αυξάνεται η συγκέντρωση του άλατος στο διάλυμα.

Ειδική θερμοχωρητικότητα διαλύματος NaCl στους 0°С

Ο πίνακας δείχνει τις τιμές της ειδικής θερμότητας μάζας ενός υδατικού διαλύματος χλωριούχου νατρίου NaCl διαφόρων συγκεντρώσεων στους 0°C. Η συγκέντρωση του άλατος NaCl στο διάλυμα είναι από 0,1 έως 26,3%. Σύμφωνα με τον πίνακα, μπορεί να φανεί ότι με την αύξηση της συγκέντρωσης του αλατιού σε ένα διάλυμα, η θερμοχωρητικότητά του μειώνεται.

Θερμοφυσικές ιδιότητες διαλύματος NaCl

Ο πίνακας δείχνει τις θερμοφυσικές ιδιότητες ενός διαλύματος χλωριούχου νατρίου NaCl ανάλογα με τη θερμοκρασία και τη συγκέντρωση άλατος. Η συγκέντρωση του χλωριούχου νατρίου NaCl στο διάλυμα είναι από 7 έως 23,1%. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι όταν ένα υδατικό διάλυμα χλωριούχου νατρίου ψύχεται, η ειδική θερμοχωρητικότητα του αλλάζει ελαφρώς, η θερμική αγωγιμότητα μειώνεται και το ιξώδες του διαλύματος αυξάνεται.

Δεδομένων των παρακάτω Θερμοφυσικές ιδιότητες του διαλύματος NaCl:

πυκνότητα διαλύματος, kg/m 3;
Σημείο πήξης °С;
ειδική (μάζα) θερμοχωρητικότητα, kJ/(kg deg);
συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας, W/(m deg);
δυναμικό ιξώδες του διαλύματος, Pa s;
κινηματικό ιξώδες του διαλύματος, m 2 /s;
θερμική διάχυση, m 2 /s;
Αριθμός Prandtl.

Η πυκνότητα των διαλυμάτων χλωριούχου νατρίου NaCl και ασβεστίου CaCl 2 ανάλογα με τη συγκέντρωση στους 15 ° C

Ο πίνακας δείχνει τις τιμές πυκνότητας των διαλυμάτων χλωριούχου νατρίου NaCl και ασβεστίου CaCl 2 ανάλογα με τη συγκέντρωση. Η συγκέντρωση του άλατος NaCl στο διάλυμα είναι από 0,1 έως 26,3% σε θερμοκρασία διαλύματος 15°C. Η συγκέντρωση του χλωριούχου ασβεστίου CaCl 2 στο διάλυμα κυμαίνεται από 0,1 έως 37,3% στη θερμοκρασία του 15°C. Η πυκνότητα των διαλυμάτων χλωριούχου νατρίου και ασβεστίου αυξάνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε αλάτι.

Ογκομετρικός συντελεστής διαστολής διαλυμάτων χλωριούχου νατρίου NaCl και ασβεστίου CaCl 2

Ο πίνακας δείχνει τις τιμές του μέσου συντελεστή ογκομετρικής διαστολής υδατικών διαλυμάτων χλωριούχου νατρίου NaCl και ασβεστίου CaCl 2 ανάλογα με τη συγκέντρωση και τη θερμοκρασία.
Ο συντελεστής διαστολής όγκου του διαλύματος άλατος NaCl υποδεικνύεται σε θερμοκρασία -20 έως 20°C.
Ο συντελεστής ογκομετρικής διαστολής του διαλύματος χλωριούχου CaCl 2 δίνεται στους -30 έως 20°C.

Πηγές:

Danilova G. N. et al. Συλλογή εργασιών σχετικά με τις διαδικασίες μεταφοράς θερμότητας στη βιομηχανία τροφίμων και ψύξης. Μ.: βιομηχανία τροφίμων, 1976.- 240 p.

Σε ποια θερμοκρασία παγώνει το νερό; Φαίνεται - η απλούστερη ερώτηση που μπορεί να απαντήσει ακόμη και ένα παιδί: το σημείο πήξης του νερού κάτω από το κανονικό ατμοσφαιρική πίεσηστα 760 mmHg είναι μηδέν βαθμοί Κελσίου.

Ωστόσο, το νερό (παρά την εξαιρετικά ευρεία κατανομή του στον πλανήτη μας) είναι η πιο μυστηριώδης και μη πλήρως κατανοητή ουσία, επομένως η απάντηση σε αυτό το ερώτημα απαιτεί λεπτομερή και αιτιολογημένη συζήτηση.

Στη Ρωσία και την Ευρώπη, η θερμοκρασία μετριέται στην κλίμακα Κελσίου, περισσότερο υψηλή αξίαπου έχει σημάδι 100 μοίρες.
Ο Αμερικανός επιστήμονας Φαρενάιτ ανέπτυξε τη δική του κλίμακα με 180 τμήματα.
Υπάρχει μια άλλη μονάδα μέτρησης θερμοκρασίας - Κέλβιν, που πήρε το όνομά του από τον Άγγλο φυσικό Τόμσον, ο οποίος έλαβε τον τίτλο του Λόρδου Κέλβιν.

Πολιτεία και είδη νερού

Το νερό στον πλανήτη Γη μπορεί να λάβει τρεις κύριες καταστάσεις συσσωμάτωσης: υγρό, στερεό και αέριο, το οποίο μπορεί να μετατραπεί σε διαφορετικές μορφές, που συνυπάρχουν ταυτόχρονα μεταξύ τους (παγόβουνα στο θαλασσινό νερό, υδρατμοί και παγοκρύσταλλοι σε σύννεφα στον ουρανό, παγετώνες και ποτάμια με ελεύθερη ροή).

Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά της προέλευσης, του σκοπού και της σύνθεσης, το νερό μπορεί να είναι:

φρέσκο;
ορυκτό;
ναυτικός;
πόσιμο (εδώ συμπεριλαμβάνουμε το νερό της βρύσης).
βροχή;
ξεπαγωμένο?
υφάλμυρος;
δομημένος;
αποσταγμένο?
απιονισμένος.

Η παρουσία ισοτόπων υδρογόνου κάνει το νερό:

φως;
βαρύ (δευτέριο);
υπερβαρύ (τρίτιο).

Όλοι γνωρίζουμε ότι το νερό μπορεί να είναι μαλακό και σκληρό: αυτός ο δείκτης καθορίζεται από την περιεκτικότητα σε κατιόντα μαγνησίου και ασβεστίου.

Καθένας από τους τύπους και τις αθροιστικές καταστάσεις νερού που παραθέσαμε έχει το δικό του σημείο πήξης και τήξης.

Σημείο πήξης του νερού

Γιατί παγώνει το νερό; Το συνηθισμένο νερό περιέχει πάντα κάποια ποσότητα αιωρούμενων σωματιδίων ορυκτής ή οργανικής προέλευσης. Μπορεί να είναι τα μικρότερα σωματίδια αργίλου, άμμου ή οικιακής σκόνης.

Όταν η θερμοκρασία περιβάλλονπέφτει σε ορισμένες τιμές, αυτά τα σωματίδια παίρνουν το ρόλο των κέντρων γύρω από τα οποία αρχίζουν να σχηματίζονται κρύσταλλοι πάγου.

Οι φυσαλίδες αέρα, καθώς και οι ρωγμές και οι ζημιές στα τοιχώματα του αγγείου στο οποίο βρίσκεται το νερό, μπορούν επίσης να γίνουν πυρήνες κρυστάλλωσης. Ο ρυθμός κρυστάλλωσης του νερού καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από τον αριθμό αυτών των κέντρων: όσο περισσότερα από αυτά, τόσο πιο γρήγορα παγώνει το υγρό.

Υπό κανονικές συνθήκες (σε κανονική ατμοσφαιρική πίεση), η θερμοκρασία της μετάβασης φάσης του νερού από υγρή σε στερεή κατάσταση είναι 0 βαθμοί Κελσίου. Σε αυτή τη θερμοκρασία το νερό παγώνει στο δρόμο.

Γιατί το ζεστό νερό παγώνει πιο γρήγορα από το κρύο;

Το ζεστό νερό παγώνει πιο γρήγορα από το κρύο νερό - αυτό το φαινόμενο παρατήρησε ο Erasto Mpemba, ένας μαθητής από την Τανγκανίκα. Τα πειράματά του με τη μάζα για την παρασκευή παγωτού έδειξαν ότι ο ρυθμός κατάψυξης της θερμαινόμενης μάζας είναι πολύ μεγαλύτερος από τον κρύο.

Ένας από τους λόγους για αυτό το ενδιαφέρον φαινόμενο, που ονομάζεται «παράδοξο Mpemba», είναι η υψηλότερη μεταφορά θερμότητας ενός ζεστού υγρού, καθώς και η παρουσία σε αυτό μεγαλύτερου αριθμού πυρήνων κρυστάλλωσης σε σύγκριση με το κρύο νερό.

Σχετίζονται το σημείο πήξης του νερού και το υψόμετρο;

Με μια αλλαγή στην πίεση, που συχνά σχετίζεται με το να βρίσκεται σε διαφορετικά ύψη, το σημείο πήξης του νερού αρχίζει να διαφέρει ριζικά από το τυπικό, χαρακτηριστικό των κανονικών συνθηκών.
Η κρυστάλλωση του νερού σε ύψος συμβαίνει στις ακόλουθες τιμές θερμοκρασίας:

Παραδόξως, σε υψόμετρο 1000 m, το νερό παγώνει στους 2 βαθμούς Κελσίου.
σε υψόμετρο 2000 μέτρων, αυτό συμβαίνει ήδη στους 4 βαθμούς Κελσίου.

Η υψηλότερη θερμοκρασία παγώματος του νερού στα βουνά παρατηρείται σε υψόμετρο άνω των 5.000 χιλιάδων μέτρων (για παράδειγμα, στα βουνά Fann ή στο Pamirs).

Πώς επηρεάζει η πίεση τη διαδικασία κρυστάλλωσης του νερού;

Ας προσπαθήσουμε να συνδέσουμε τη δυναμική των αλλαγών στο σημείο πήξης του νερού με τις αλλαγές στην πίεση.

Σε πίεση 2 atm, το νερό θα παγώσει σε θερμοκρασία -2 μοίρες.
Σε πίεση 3 atm, η θερμοκρασία των -4 βαθμών Κελσίου θα αρχίσει να παγώνει το νερό.

Με αυξημένη πίεση, η θερμοκρασία της έναρξης της διαδικασίας κρυστάλλωσης του νερού μειώνεται και το σημείο βρασμού αυξάνεται. Σε χαμηλή πίεση, προκύπτει μια διαμετρικά αντίθετη εικόνα.

Γι' αυτό σε συνθήκες ψηλών βουνών και σπάνιας ατμόσφαιρας είναι πολύ δύσκολο να μαγειρέψετε ακόμη και αυγά, αφού το νερό στην κατσαρόλα βράζει ήδη στους 80 βαθμούς. Είναι σαφές ότι σε αυτή τη θερμοκρασία είναι απλά αδύνατο να μαγειρέψετε φαγητό.

Σε υψηλή πίεση, η διαδικασία τήξης του πάγου κάτω από τις λεπίδες των πατινιών συμβαίνει ακόμη και σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, αλλά χάρη σε αυτόν τα πατίνια γλιστρούν στην επιφάνεια του πάγου.

Το πάγωμα των ολισθήσεων των βαριά φορτωμένων ελκήθρων στις ιστορίες του Jack London εξηγείται με παρόμοιο τρόπο. Τα βαριά έλκηθρα που ασκούν πίεση στο χιόνι προκαλούν το λιώσιμο του. Το νερό που προκύπτει διευκολύνει την ολίσθησή τους. Αλλά μόλις τα έλκηθρα σταματήσουν και μένουν για πολλή ώρα σε ένα μέρος, το εκτοπισμένο νερό, παγωμένο, παγώνει τις ολισθήσεις στο δρόμο.

Θερμοκρασία κρυστάλλωσης υδατικών διαλυμάτων

Ως εξαιρετικός διαλύτης, το νερό αντιδρά εύκολα με διάφορες οργανικές και ανόργανες ουσίες, σχηματίζοντας μια μάζα μερικές φορές απροσδόκητες χημικές ενώσεις. Φυσικά, καθένα από αυτά θα παγώσει στο διαφορετικές θερμοκρασίες. Ας το βάλουμε σε μια οπτική λίστα.

Το σημείο πήξης ενός μείγματος αλκοόλης και νερού εξαρτάται από ποσοστόπεριέχει και τα δύο συστατικά. Πως περισσότερο νερόπροστίθεται στο διάλυμα, τόσο πιο κοντά στο μηδέν το σημείο πήξης του. Εάν υπάρχει περισσότερη αλκοόλη στο διάλυμα, η διαδικασία κρυστάλλωσης θα ξεκινήσει σε τιμές κοντά στους -114 βαθμούς.
Είναι σημαντικό να γνωρίζετε ότι τα διαλύματα νερού-αλκοόλ δεν έχουν σταθερό σημείο πήξης. Συνήθως μιλούν για τη θερμοκρασία της έναρξης της διαδικασίας κρυστάλλωσης και τη θερμοκρασία της τελικής μετάβασης στη στερεή κατάσταση.
Μεταξύ της έναρξης του σχηματισμού των πρώτων κρυστάλλων και της πλήρους στερεοποίησης του διαλύματος αλκοόλης βρίσκεται ένα διάστημα θερμοκρασίας 7 βαθμών. Έτσι, το σημείο πήξης του νερού με αλκοόλη συγκέντρωσης 40% στο αρχικό στάδιο είναι -22,5 μοίρες και η τελική μετάβαση του διαλύματος στη στερεή φάση θα συμβεί στους -29,5 βαθμούς.

Το σημείο πήξης του νερού με το αλάτι σχετίζεται στενά με τον βαθμό αλατότητάς του: όσο περισσότερο αλάτι στο διάλυμα, τόσο χαμηλότερη είναι η θέση της στήλης υδραργύρου που θα παγώσει.

Για τη μέτρηση της αλατότητας του νερού, χρησιμοποιείται μια ειδική μονάδα - "ppm". Έτσι, βρήκαμε ότι το σημείο πήξης του νερού μειώνεται με την αύξηση της συγκέντρωσης αλατιού. Ας το εξηγήσουμε αυτό με ένα παράδειγμα:

Το επίπεδο αλατότητας του νερού των ωκεανών είναι 35 ppm, ενώ η μέση τιμή παγώματος του είναι 1,9 βαθμούς. Ο βαθμός αλατότητας των νερών της Μαύρης Θάλασσας είναι 18-20 ppm, επομένως παγώνουν σε υψηλότερη θερμοκρασία στην περιοχή από -0,9 έως -1,1 βαθμούς Κελσίου.

Το σημείο πήξης του νερού με τη ζάχαρη (για ένα διάλυμα του οποίου η μοριακότητα είναι 0,8) είναι -1,6 μοίρες.
Το σημείο πήξης του νερού με ακαθαρσίες εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ποσότητα τους και τη φύση των ακαθαρσιών που συνθέτουν το υδατικό διάλυμα.
Το σημείο πήξης του νερού με τη γλυκερίνη εξαρτάται από τη συγκέντρωση του διαλύματος. Ένα διάλυμα που περιέχει 80 ml γλυκερίνης θα παγώσει στους -20 βαθμούς, όταν η περιεκτικότητα σε γλυκερίνη μειωθεί στα 60 ml, η διαδικασία κρυστάλλωσης θα ξεκινήσει στους -34 βαθμούς και η αρχή της κατάψυξης ενός διαλύματος 20% θα είναι μείον πέντε μοίρες. Όπως μπορείτε να δείτε, δεν υπάρχει γραμμική σχέση σε αυτή την περίπτωση. Για να παγώσει ένα διάλυμα 10% γλυκερίνης, αρκεί μια θερμοκρασία -2 μοίρες.
Το σημείο πήξης του νερού με σόδα (που σημαίνει καυστικό αλκάλιο ή καυστική σόδα) παρουσιάζει μια ακόμη πιο μυστηριώδη εικόνα: ένα καυστικό διάλυμα 44% παγώνει στους +7 βαθμούς Κελσίου και το 80% στους +130.

Κατάψυξη γλυκού νερού

Η διαδικασία σχηματισμού πάγου στις δεξαμενές γλυκού νερού συμβαίνει σε ένα ελαφρώς διαφορετικό καθεστώς θερμοκρασίας.

Το σημείο πήξης του νερού σε μια λίμνη, όπως ακριβώς το σημείο πήξης του νερού σε ένα ποτάμι, είναι μηδέν βαθμοί Κελσίου. Η κατάψυξη των καθαρότερων ποταμών και ρεμάτων δεν ξεκινά από την επιφάνεια, αλλά από τον πυθμένα, στον οποίο υπάρχουν πυρήνες κρυστάλλωσης με τη μορφή σωματιδίων λάσπης βυθού. Στην αρχή, οι εμπλοκές και τα υδρόβια φυτά καλύπτονται με μια κρούστα πάγου. Αξίζει μόνο πάγος κάτωανεβείτε στην επιφάνεια, καθώς το ποτάμι παγώνει αμέσως.
Το παγωμένο νερό στη λίμνη Βαϊκάλη μπορεί μερικές φορές να κρυώσει σε αρνητικές θερμοκρασίες. Αυτό συμβαίνει μόνο σε ρηχά νερά. η θερμοκρασία του νερού σε αυτή την περίπτωση μπορεί να είναι χιλιοστά, και μερικές φορές εκατοστά του ενός βαθμού κάτω από το μηδέν.
Η θερμοκρασία του νερού Baikal κάτω από την ίδια την κρούστα του καλύμματος πάγου, κατά κανόνα, δεν υπερβαίνει τους +0,2 βαθμούς. Στα κατώτερα στρώματα ανεβαίνει σταδιακά στο +3,2 στον πυθμένα της βαθύτερης λεκάνης.

Σημείο πήξης απεσταγμένου νερού

Παγώνει το απεσταγμένο νερό; Θυμηθείτε ότι για να παγώσει το νερό, είναι απαραίτητο να υπάρχουν κάποια κέντρα κρυστάλλωσης σε αυτό, τα οποία μπορεί να είναι φυσαλίδες αέρα, αιωρούμενα σωματίδια, καθώς και ζημιά στα τοιχώματα του δοχείου στο οποίο βρίσκεται.

Το απεσταγμένο νερό, εντελώς απαλλαγμένο από ακαθαρσίες, δεν έχει πυρήνες κρυστάλλωσης και επομένως η κατάψυξή του αρχίζει σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Το αρχικό σημείο πήξης του απεσταγμένου νερού είναι -42 βαθμοί. Οι επιστήμονες κατάφεραν να επιτύχουν υπερψύξη του απεσταγμένου νερού στους -70 βαθμούς.

Το νερό που έχει εκτεθεί σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες αλλά δεν έχει κρυσταλλωθεί ονομάζεται «υπερψυγμένο». Μπορείτε να τοποθετήσετε ένα μπουκάλι απεσταγμένο νερό στην κατάψυξη, να επιτύχετε υποθερμία και στη συνέχεια να επιδείξετε ένα πολύ αποτελεσματικό κόλπο - δείτε το βίντεο:

Ακουμπώντας απαλά ένα μπουκάλι που έχει αφαιρεθεί από το ψυγείο ή ρίχνοντας ένα μικρό κομμάτι πάγου μέσα σε αυτό, μπορείτε να δείξετε πόσο αμέσως μετατρέπεται σε πάγο, που μοιάζει με επιμήκεις κρυστάλλους.

Απεσταγμένο νερό: αυτή η καθαρισμένη ουσία παγώνει ή όχι υπό πίεση; Μια τέτοια διαδικασία είναι δυνατή μόνο σε ειδικά δημιουργημένες εργαστηριακές συνθήκες.

Σημείο πήξης αλμυρού νερού

Το νερό της θάλασσας παγώνει σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν. Όσο μεγαλύτερη είναι η αλατότητα του θαλασσινού νερού, τόσο χαμηλότερο είναι το σημείο πήξης του. Αυτό φαίνεται από τον παρακάτω πίνακα:

Αλατότητα σε °/00	Σημείο πήξης (σε βαθμούς)	Αλατότητα σε °/00	Σημείο πήξης (σε βαθμούς)
0 (γλυκό νερό)	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

Αυτός ο πίνακας δείχνει ότι μια αύξηση 2°/00 στην αλατότητα μειώνει το σημείο πήξης κατά περίπου ένα δέκατο του βαθμού.

Για να ξεκινήσει η κατάψυξη του νερού με ωκεάνια αλατότητα 35 ° / 00, πρέπει να ψύχεται κάτω από το μηδέν κατά σχεδόν δύο βαθμούς.

Πέφτοντας σε μη παγωμένο γλυκό νερό ποταμού, το συνηθισμένο χιόνι με σημείο τήξης μηδέν βαθμών, κατά κανόνα, λιώνει. Εάν αυτό ακριβώς το χιόνι πέσει σε μη παγωμένο θαλασσινό νερό με θερμοκρασία -1 °, τότε δεν λιώνει.

Γνωρίζοντας την αλατότητα του νερού, μπορείτε να προσδιορίσετε το σημείο πήξης οποιασδήποτε θάλασσας χρησιμοποιώντας τον παραπάνω πίνακα.

Αλατότητα νερού Θάλασσα του Αζόφτο χειμώνα περίπου 12 ° / 00. Κατά συνέπεια, το νερό αρχίζει να παγώνει μόνο σε θερμοκρασία 0°,6 κάτω από το μηδέν.

Στον ανοιχτό χώρο Λευκή Θάλασσαη αλατότητα φτάνει τους 25 °/00. Αυτό σημαίνει ότι για την κατάψυξη, το νερό πρέπει να κρυώσει κάτω από μείον 1 °,4.

Το νερό με αλατότητα 100 ° / 00 (τέτοια αλατότητα μπορεί να βρεθεί στο Sivash, που χωρίζεται από τη Θάλασσα του Αζόφ από το Arabat Spit) θα παγώσει σε θερμοκρασία μείον 6 °. όταν η θερμοκρασία του πέσει καλά κάτω από 10°C!

Όταν είναι αλμυρό θαλασσινό νερόόταν ψύχεται στην κατάλληλη θερμοκρασία κατάψυξης, αρχίζουν να εμφανίζονται πρωτογενείς κρύσταλλοι πάγου, που έχουν τη μορφή πολύ λεπτών εξαγωνικών πρισμάτων, παρόμοιων με τις βελόνες.

Ως εκ τούτου, ονομάζονται συνήθως βελόνες πάγου. Οι πρωτογενείς κρύσταλλοι πάγου που σχηματίζονται στο αλμυρό θαλασσινό νερό δεν περιέχουν αλάτι· παραμένει σε διάλυμα, αυξάνοντας την αλατότητά του. Αυτό είναι εύκολο να επαληθευτεί. Έχοντας μαζέψει βελόνες πάγου με δίχτυ από πολύ λεπτή γάζα ή τούλι, είναι απαραίτητο να τις ξεπλύνετε με φρέσκο νερό για να ξεπλυθούν αλμυρό νερόκαι μετά λιώνουμε σε άλλο μπολ. Πάρτε φρέσκο νερό.

Ο πάγος, όπως γνωρίζετε, είναι ελαφρύτερος από το νερό, επομένως οι βελόνες πάγου επιπλέουν. Οι συσσωρεύσεις τους στην επιφάνεια του νερού μοιάζουν εμφάνισηκηλίδες λίπους στην κρύα σούπα. Αυτές οι συσσωρεύσεις ονομάζονται λίπος.

Εάν ο παγετός ενταθεί και η επιφάνεια της θάλασσας χάσει γρήγορα θερμότητα, τότε το λίπος αρχίζει να παγώνει και σε ήρεμο καιρό εμφανίζεται μια ομοιόμορφη, λεία, διαφανής κρούστα πάγου, την οποία οι Pomors, οι κάτοικοι της βόρειας ακτής μας, ονομάζουν nilas. Είναι τόσο αγνό και διαφανές που σε καλύβες από χιόνι, μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντί για γυαλί (φυσικά, αν δεν υπάρχει θέρμανση μέσα σε μια τέτοια καλύβα). Αν λιώσεις τα νίλα, το νερό θα γίνει αλμυρό. Είναι αλήθεια ότι η αλατότητά του θα είναι χαμηλότερη από το νερό από το οποίο σχηματίστηκαν οι βελόνες πάγου.

Οι ξεχωριστές βελόνες πάγου δεν περιέχουν αλάτι και αλάτι εμφανίζεται στον θαλάσσιο πάγο που σχηματίζεται από αυτές. Αυτό συμβαίνει επειδή οι τυχαία τοποθετημένες βελόνες πάγου, παγώνοντας, αιχμαλωτίζουν τα μικρότερα σταγονίδια αλμυρού θαλασσινού νερού. Έτσι, στον θαλάσσιο πάγο, το αλάτι κατανέμεται άνισα - σε ξεχωριστά εγκλείσματα.

Αλμυρότητα θαλάσσιος πάγοςεξαρτάται από τη θερμοκρασία στην οποία σχηματίστηκε. Με έναν ελαφρύ παγετό, οι βελόνες πάγου παγώνουν αργά και πιάνουν λίγο αλμυρό νερό. Σε σοβαρό παγετό, οι βελόνες πάγου παγώνουν πολύ πιο γρήγορα και πιάνουν πολύ αλμυρό νερό. Σε αυτή την περίπτωση, ο θαλάσσιος πάγος θα είναι πιο αλμυρός.

Όταν ο θαλάσσιος πάγος αρχίζει να λιώνει, τα εγκλείσματα αλατιού ξεπαγώνουν πρώτα από αυτό. Επομένως, ο παλιός, πολυετής πολικός πάγος, που έχει «πετάξει» αρκετές φορές, γίνεται φρέσκος. Οι πολικοί χειμερινοί χρησιμοποιούν για πόσιμο νερόσυνήθως χιόνι, και όταν δεν υπάρχει, παλιός θαλάσσιος πάγος.

Αν κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσης έρχεται πάγοςτο χιόνι, τότε αυτό, χωρίς να λιώσει, παραμένει στην επιφάνεια του θαλασσινού νερού, είναι κορεσμένο με αυτό και, παγώνοντας, σχηματίζει λασπώδη, υπόλευκο, αδιαφανή ανομοιόμορφο πάγο - νεαρό. Τόσο τα νίλα όσο και τα νεανικά σπάνε σε κομμάτια από τον αέρα και τον ενθουσιασμό, τα οποία, συγκρουόμενοι μεταξύ τους, στρογγυλεύουν τις γωνίες και σταδιακά μετατρέπονται σε στρογγυλές παγοκέτες - τηγανίτες. Όταν ο ενθουσιασμός εξασθενεί, οι τηγανίτες παγώνουν, σχηματίζοντας συμπαγή πάγο τηγανίτας.

Εκτός ακτών, στα ρηχά, το θαλασσινό νερό κρυώνει πιο γρήγορα, έτσι ο πάγος εμφανίζεται νωρίτερα από ό,τι στην ανοιχτή θάλασσα. Συνήθως ο πάγος παγώνει στις ακτές, αυτός είναι γρήγορος πάγος. Εάν οι παγετοί συνοδεύονται από ήρεμο καιρό, ο γρήγορος πάγος αναπτύσσεται γρήγορα, φτάνοντας μερικές φορές σε πλάτος πολλών δεκάδων χιλιομέτρων. Όμως οι δυνατοί άνεμοι και τα κύματα σπάνε τον γρήγορο πάγο. Μέρη που αποκόπτονται από αυτό επιπλέουν μακριά με τη ροή, παρασύρονται από τον άνεμο. Ετσι αιωρούμενος πάγος. Έχουν διαφορετικά ονόματα ανάλογα με το μέγεθός τους.

Το πεδίο πάγου αναφέρεται σε πλωτό πάγο με έκταση μεγαλύτερη από ένα τετραγωνικό ναυτικό μίλι.

Τα θραύσματα ενός πεδίου πάγου ονομάζονται πλωτός πάγος με μήκος μεγαλύτερο από ένα μήκος καλωδίου.

Ο χοντροσπασμένος πάγος είναι μικρότερος από το μήκος ενός καλωδίου, αλλά περισσότερο από το ένα δέκατο του μήκους του καλωδίου (18,5 m). Ο λεπτός σπασμένος πάγος δεν ξεπερνά το ένα δέκατο του καλωδίου και ο χυλός πάγου αποτελείται από μικρά κομμάτια που πέφτουν πάνω στα κύματα.

Τα ρεύματα και ο άνεμος μπορούν να σπρώξουν τους παγετώνες ενάντια στον γρήγορο πάγο ή ο ένας εναντίον του άλλου. Η πίεση των πεδίων πάγου μεταξύ τους προκαλεί τη σύνθλιψη του πλωτού πάγου. Αυτό δημιουργεί συνήθως σωρούς από λεπτά σπασμένους πάγους.

Όταν ένας μεμονωμένος πάγος ανασηκώνεται και σε αυτή τη θέση παγώνει στον περιβάλλοντα πάγο, σχηματίζει ένα ροπάκ. Το Ροπάκι, καλυμμένο με χιόνι, είναι ελάχιστα ορατό από αεροσκάφος και μπορεί να προκαλέσει καταστροφή κατά την προσγείωση.

Συχνά, υπό την πίεση των πεδίων πάγου, σχηματίζονται άξονες πάγου - κολοβώματα. Μερικές φορές οι χιουμορίδες φτάνουν σε ύψος αρκετές δεκάδες μέτρα. Ο παγωμένος πάγος είναι δύσκολο να περάσει, ειδικά για έλκηθρο με σκύλους. Αποτελεί σοβαρό εμπόδιο ακόμη και για ισχυρά παγοθραυστικά.

Ένα θραύσμα μιας κολύμβησης που υψώνεται πάνω από την επιφάνεια του νερού και παρασύρεται εύκολα από τον άνεμο ονομάζεται nesyak. Το Nesyak, λανθάνον, ονομάζεται stamukha.

Γύρω από την Ανταρκτική και στον Αρκτικό Ωκεανό υπάρχουν παγόβουνα - παγόβουνα. Αυτά είναι συνήθως θραύσματα ηπειρωτικού πάγου.

Στην Ανταρκτική, όπως διαπίστωσαν πρόσφατα οι ερευνητές, παγόβουνα σχηματίζονται και στη θάλασσα, στην υφαλοκρηπίδα. Μόνο ένα μέρος του παγόβουνου είναι ορατό πάνω από την επιφάνεια του νερού. Το μεγαλύτερο μέρος του μεριδίου της (περίπου τα 7/8) βρίσκεται κάτω από το νερό. Η περιοχή του υποβρύχιου τμήματος του παγόβουνου είναι πάντα πολύ μεγαλύτερη από την επιφάνεια. Επομένως, τα παγόβουνα είναι επικίνδυνα για τα πλοία.

Τώρα τα παγόβουνα ανιχνεύονται εύκολα στην απόσταση και στην ομίχλη μέσω ακριβών ραδιοφωνικών συσκευών στο πλοίο. Νωρίτερα υπήρξαν περιπτώσεις σύγκρουσης πλοίων με παγόβουνα. Έτσι, για παράδειγμα, το 1912 χάθηκε το τεράστιο επιβατικό ατμόπλοιο Titanic στον ωκεανό.

Ο ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΤΟΝ ΠΑΓΚΟΣΜΙΟ ΩΚΕΑΝΟ

Στις πολικές περιοχές, το νερό, κρυώνοντας, γίνεται πιο πυκνό και βυθίζεται στον πυθμένα. Από εκεί, γλιστρά αργά προς τον ισημερινό. Επομένως, σε όλα τα γεωγραφικά πλάτη, τα βαθιά νερά είναι κρύα. Ακόμη και στον ισημερινό, τα νερά του βυθού έχουν θερμοκρασία μόνο 1-2 ° πάνω από το μηδέν.

Δεδομένου ότι τα ρεύματα απομακρύνονται από τον ισημερινό ζεστό νερόσε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη, τότε στη θέση του από τα βάθη ανεβαίνει πολύ αργά κρύο νερό. Στην επιφάνεια, ζεσταίνεται ξανά, πηγαίνει στις υποπολικές ζώνες, όπου κρυώνει, βυθίζεται στον πυθμένα και πάλι κινείται κατά μήκος του πυθμένα στον ισημερινό.

Έτσι, στους ωκεανούς υπάρχει ένα είδος κύκλου νερού: στην επιφάνεια, το νερό κινείται από τον ισημερινό στις υποπολικές ζώνες και κατά μήκος του πυθμένα των ωκεανών - από τις υποπολικές ζώνες στον ισημερινό. Αυτή η διαδικασία ανάμειξης του νερού, μαζί με άλλα φαινόμενα που αναφέρθηκαν παραπάνω, δημιουργεί την ενότητα των ωκεανών.

Εάν βρείτε κάποιο σφάλμα, επισημάνετε ένα κομμάτι κειμένου και κάντε κλικ Ctrl+Enter.

Το νερό στις θάλασσες και τους ωκεανούς είναι πολύ διαφορετικό από το νερό των ποταμών και των λιμνών. Είναι αλμυρό - και αυτό καθορίζει πολλές από τις ιδιότητές του. Το σημείο πήξης του θαλασσινού νερού εξαρτάται επίσης από αυτόν τον παράγοντα. Δεν ισούται με 0 °C, όπως συμβαίνει με το γλυκό νερό. Για να καλυφθεί με πάγο, η θάλασσα χρειάζεται ισχυρότερο παγετό.

Είναι αδύνατο να πούμε κατηγορηματικά σε ποια θερμοκρασία παγώνει το θαλασσινό νερό, καθώς αυτός ο δείκτης εξαρτάται από τον βαθμό της αλατότητάς του. Σε διάφορα μέρη του κόσμου ωκεανού είναι διαφορετικά.

Η πιο αλμυρή είναι η Ερυθρά Θάλασσα. Εδώ η συγκέντρωση του αλατιού στο νερό φτάνει τα 41‰ (ppm). Η ελάχιστη ποσότητα αλατιού στα νερά του Βαλτικού Κόλπου είναι 5‰. Στη Μαύρη Θάλασσα, ο αριθμός αυτός είναι 18‰ και στη Μεσόγειο - 26‰. Η αλατότητα της Θάλασσας του Αζόφ είναι 12‰. Και αν πάρουμε τον μέσο όρο, η αλατότητα των θαλασσών είναι 34,7‰.

Όσο μεγαλύτερη είναι η αλατότητα, τόσο περισσότερο πρέπει να κρυώσει το θαλασσινό νερό για να γίνει στερεό.

Αυτό φαίνεται ξεκάθαρα από τον πίνακα:

Αλατότητα, ‰	Σημείο πήξης, °C	Αλατότητα, ‰	Σημείο πήξης, °C
0 (γλυκό νερό)		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

Όπου η αλατότητα είναι ακόμη μεγαλύτερη, όπως, για παράδειγμα, στη λίμνη Sivash (100 ‰), στον κόλπο Kara-Bogaz-Gol (250 ‰), στη Νεκρά Θάλασσα (πάνω από 270 ‰), το νερό μπορεί να παγώσει μόνο με ένα πολύ μεγάλο μείον - στην πρώτη περίπτωση - στους -6,1 °C, στη δεύτερη - κάτω από -10 °C.

Για τον μέσο δείκτη για όλες τις θάλασσες, μπορεί να ληφθεί -1,9 ° C.

Στάδια κατάψυξης

Είναι πολύ ενδιαφέρον να παρακολουθήσετε πώς παγώνει το θαλασσινό νερό. Δεν καλύπτεται αμέσως με ομοιόμορφη κρούστα πάγου, όπως το γλυκό νερό. Όταν μέρος του μετατρέπεται σε πάγο (και είναι φρέσκο), ο υπόλοιπος όγκος γίνεται ακόμα πιο αλμυρός και απαιτείται ακόμα πιο δυνατός παγετός για να παγώσει.

Τύποι πάγου

Καθώς η θάλασσα κρυώνει, σχηματίζονται διάφοροι τύποι πάγου:

χιονοθύελλα;
λάσπη;
βελόνες?
Σαλό?
νίλας.

Εάν η θάλασσα δεν έχει παγώσει ακόμη, αλλά είναι πολύ κοντά της, και εκείνη τη στιγμή πέφτει χιόνι, δεν λιώνει όταν έρθει σε επαφή με την επιφάνεια, αλλά είναι κορεσμένη με νερό και σχηματίζει μια παχύρρευστη χυλώδη μάζα που ονομάζεται χιόνι. Παγώνοντας, αυτός ο χυλός μετατρέπεται σε λάσπη, η οποία είναι πολύ επικίνδυνη για τα πλοία που πιάνονται σε καταιγίδα. Εξαιτίας αυτού, το κατάστρωμα καλύπτεται αμέσως με κρούστα πάγου.

Όταν το θερμόμετρο φτάσει στο σημείο που είναι απαραίτητο για την κατάψυξη, αρχίζουν να σχηματίζονται βελόνες πάγου στη θάλασσα - κρύσταλλοι με τη μορφή πολύ λεπτών εξαγωνικών πρισμάτων. Μαζεύοντάς τα με ένα δίχτυ, ξεπλένοντας το αλάτι και λιώνοντάς τα, θα διαπιστώσετε ότι είναι άτοπα.

Αρχικά, οι βελόνες μεγαλώνουν οριζόντια, μετά παίρνουν κάθετη θέση και μόνο οι βάσεις τους είναι ορατές στην επιφάνεια. Μοιάζουν με κηλίδες λίπους σε μια κρύα σούπα. Επομένως, ο πάγος σε αυτό το στάδιο ονομάζεται λαρδί.

Όταν κάνει ακόμα πιο κρύο, το λίπος αρχίζει να παγώνει και σχηματίζει μια κρούστα πάγου, διάφανη και εύθραυστη σαν το γυαλί. Αυτός ο πάγος ονομάζεται nilas, ή μπουκάλι. Είναι αλμυρό, αν και σχηματίζεται από άζυμες βελόνες. Το γεγονός είναι ότι κατά την κατάψυξη, οι βελόνες συλλαμβάνουν τις μικρότερες σταγόνες του περιβάλλοντος αλμυρού νερού.

Μόνο στις θάλασσες υπάρχει ένα τέτοιο φαινόμενο όπως ο πλωτός πάγος. Προκύπτει επειδή το νερό εδώ κρυώνει πιο γρήγορα από την ακτή. Ο πάγος που σχηματίζεται εκεί παγώνει μέχρι την άκρη της ακτής, γι' αυτό και ονομάστηκε γρήγορος πάγος. Καθώς ο παγετός εντείνεται όταν ο καιρός είναι ήρεμος, καταλαμβάνει γρήγορα νέα εδάφη, φτάνοντας μερικές φορές σε πλάτος δεκάδων χιλιομέτρων. Αξίζει όμως την ανάβαση δυνατός άνεμος- και ο γρήγορος πάγος αρχίζει να σπάει σε κομμάτια διαφόρων μεγεθών. Αυτοί οι πάγοι, συχνά τεράστιοι (πεδία πάγου), μεταφέρονται από τον άνεμο και το ρεύμα σε όλη τη θάλασσα, προκαλώντας προβλήματα στα πλοία.

Θερμοκρασία τήξης

Ο πάγος της θάλασσας δεν λιώνει στην ίδια θερμοκρασία που παγώνει το θαλασσινό νερό, όπως θα μπορούσε να σκεφτεί κανείς. Είναι λιγότερο αλμυρό (κατά μέσο όρο 4 φορές), επομένως η μετατροπή του σε υγρό ξεκινά νωρίτερα από το να φτάσει σε αυτό το σημείο. Εάν το μέσο σημείο πήξης του θαλασσινού νερού είναι -1,9 °C, τότε η μέση θερμοκρασία τήξης του πάγου που σχηματίζεται από αυτό είναι -2,3 °C.

Κατάψυξη αλμυρού νερού: βίντεο

Διαβάστε επίσης

Πώς να φτιάξετε το νερό της βρύσης αποσταγμένο
Τι γνωρίζετε για το σημείο βρασμού του νερού;
Πώς το θαλασσινό νερό επηρεάζει τα μαλλιά;

Εάν ψύξετε ένα διάλυμα οποιουδήποτε αλατιού σε νερό, θα διαπιστώσετε ότι το σημείο πήξης έχει πέσει. Περνούν μηδέν βαθμοί και δεν πραγματοποιείται στερεοποίηση. Μόνο σε θερμοκρασία μερικούς βαθμούς κάτω από το μηδέν θα εμφανιστούν κρύσταλλοι στο υγρό. Αυτά είναι κρύσταλλα καθαρός πάγοςτο αλάτι δεν διαλύεται σε στερεό πάγο.

Το σημείο πήξης εξαρτάται από τη συγκέντρωση του διαλύματος. Αυξάνοντας τη συγκέντρωση του διαλύματος, θα μειώσουμε τη θερμοκρασία κρυστάλλωσης. πλέον χαμηλή θερμοκρασίαη κατάψυξη έχει κορεσμένο διάλυμα. Η μείωση του σημείου πήξης του διαλύματος δεν είναι καθόλου μικρή: για παράδειγμα, ένα κορεσμένο διάλυμα επιτραπέζιο αλάτιπαγώνει σε νερό στους -21°C. Με τη βοήθεια άλλων αλάτων, μπορεί να επιτευχθεί ακόμη μεγαλύτερη μείωση της θερμοκρασίας. Το χλωριούχο ασβέστιο, για παράδειγμα, σας επιτρέπει να φέρετε τη θερμοκρασία στερεοποίησης του διαλύματος στους -55°C.

Ας εξετάσουμε τώρα πώς προχωρά η διαδικασία κατάψυξης. Αφού πέσουν οι πρώτοι κρύσταλλοι πάγου από το διάλυμα, η αντοχή του διαλύματος θα αυξηθεί. Τώρα ο σχετικός αριθμός των ξένων μορίων θα αυξηθεί, η παρεμβολή στη διαδικασία κρυστάλλωσης του νερού θα αυξηθεί επίσης και το σημείο πήξης θα μειωθεί. Εάν η θερμοκρασία δεν μειωθεί περαιτέρω, η κρυστάλλωση θα σταματήσει.

Με περαιτέρω μείωση της θερμοκρασίας, οι κρύσταλλοι του νερού (διαλύτης) συνεχίζουν να διαχωρίζονται. Τελικά, το διάλυμα γίνεται κορεσμένο. Περαιτέρω εμπλουτισμός του διαλύματος με τη διαλυμένη ουσία καθίσταται αδύνατος και το διάλυμα στερεοποιείται αμέσως, και αν εξετάσουμε το κατεψυγμένο μείγμα μέσω μικροσκοπίου, μπορούμε να δούμε ότι αποτελείται από κρυστάλλους πάγου και κρυστάλλους αλατιού.

Έτσι, το διάλυμα παγώνει διαφορετικά από ένα απλό υγρό. Η διαδικασία κατάψυξης εκτείνεται σε μεγάλο διάστημα θερμοκρασίας.

Τι θα συμβεί αν πασπαλίσετε μια παγωμένη επιφάνεια με αλάτι; Η απάντηση σε αυτή την ερώτηση είναι γνωστή στους θυρωρούς: μόλις το αλάτι έρθει σε επαφή με τον πάγο, ο πάγος θα αρχίσει να λιώνει. Για να συμβεί το φαινόμενο, είναι φυσικά απαραίτητο το σημείο πήξης ενός κορεσμένου διαλύματος αλατιού να είναι κάτω από τη θερμοκρασία του αέρα. Εάν πληρούται αυτή η προϋπόθεση, τότε το μείγμα πάγου-αλατιού βρίσκεται σε μια ξένη περιοχή της πολιτείας, δηλαδή, στην περιοχή σταθερής ύπαρξης του διαλύματος. Επομένως, ένα μείγμα πάγου και αλατιού θα μετατραπεί σε διάλυμα, δηλαδή, ο πάγος θα λιώσει και το αλάτι θα διαλυθεί στο νερό που προκύπτει. Στο τέλος, είτε όλος ο πάγος θα λιώσει, είτε θα σχηματιστεί ένα διάλυμα τέτοιας συγκέντρωσης, του οποίου το σημείο πήξης είναι ίσο με τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος.

Ο χώρος της αυλής των 100 m 2 καλύπτεται με κρούστα πάγου 1 cm - δεν είναι λίγος πάγος, περίπου 1 τόνος. Ας υπολογίσουμε πόσο αλάτι χρειάζεται για να καθαρίσετε την αυλή εάν η θερμοκρασία είναι -3 ° C. Αυτή η θερμοκρασία κρυστάλλωσης (τήξης) έχει ένα διάλυμα άλατος με συγκέντρωση 45 g / l. Περίπου 1 λίτρο νερού αντιστοιχεί σε 1 κιλό πάγου. Αυτό σημαίνει ότι χρειάζονται 45 κιλά αλάτι για να λιώσει 1 τόνος πάγου στους -3°C. Στην πράξη χρησιμοποιούν πολύ μικρότερες ποσότητες, αφού δεν επιτυγχάνουν την πλήρη τήξη όλου του πάγου.

Όταν ο πάγος αναμιχθεί με αλάτι, ο πάγος λιώνει και το αλάτι διαλύεται στο νερό. Αλλά το λιώσιμο απαιτεί θερμότητα και ο πάγος τον παίρνει από το περιβάλλον του. Έτσι, η προσθήκη αλατιού στον πάγο προκαλεί πτώση της θερμοκρασίας.

Έχουμε συνηθίσει να αγοράζουμε παγωτό από εργοστάσιο πλέον. Προηγουμένως, το παγωτό παρασκευαζόταν στο σπίτι και ταυτόχρονα ένα μείγμα πάγου και αλατιού έπαιζε το ρόλο του ψυγείου.

$mob_info$