Kaip įdomus mokslo projektas, galite pasigaminti ledų į plastikinį maišelį. Geriausia yra tai, kad jums nereikia ledų gamintojo ar net šaldiklio. Tai įdomus ir skanus maisto mokslo projektas, kuriame tyrinėjama užšalimo taško depresija.
Medžiagos
- 1/4 puodelio cukraus
- 1/2 puodelio pieno
- 1/2 puodelio plaktos grietinėlės (sunkioji grietinėlė)
- 1/4 šaukštelio vanilės ar vanilės kvapiųjų medžiagų (vanilino)
- 1 (ketvirtadalis) batviršis su užtrauktuku
- 1 (galonas) bagažinė su užtrauktuku
- 2 puodeliai ledo
- Termometras
- 1/2 - 3/4 puodelio natrio chlorido (NaCl) kaip stalo druska arba akmens druska
- Matavimo puodeliai ir šaukštai
- Puodeliai ir šaukštai jūsų valgymui
Procedūra
- Į ketvirčio užtrauktuko užtrauktuką įpilkite 1/4 puodelio cukraus, 1/2 puodelio pieno, 1/2 puodelio plaktos grietinėlės ir 1/4 šaukštelio vanilės. Tvirtai uždarykite maišą.
- Į galonų plastikinį maišelį įpilkite 2 puodelius ledo.
- Termometru išmatuokite ir užrašykite ledo temperatūrą galonų maišelyje.
- Įpilkite 1/2 į 3/4 puodelio druskos (natrio chlorido) į ledo maišą.
- Įdėkite sandarų kvarco maišą į galono maišo ledą ir druską. Tvirtai užsandarinkite galonų maišą.
- Švelniai apverskite galonų maišą iš vienos pusės į kitą. Geriausia jį laikyti už viršutinio sandariklio arba turėti pirštines ar audinį tarp rankinės ir rankų, nes krepšys bus pakankamai šaltas, kad pažeistų jūsų odą.
- Maišą maišykite toliau 10–15 minučių arba kol kvarco maišo turinys sukietės į ledus.
- Atidarykite galonų maišą ir naudokite termometrą ledo / druskos mišinio temperatūrai išmatuoti ir užregistruoti.
- Išimkite kvarco maišelį, atidarykite jį, šaukštą patiekite į puodelius.
Kaip tai veikia
Ledas turi sugerti energiją, kad ištirptų, keičiant fazę vandens iš kietos medžiagos į skystį. Kai ledus naudojate šaldyti ledams skirtus ingredientus, energija sugeriama iš ingredientų ir išorinės aplinkos (pavyzdžiui, jūsų rankos, jei laikote ledo bagetą).
Kai pridedate druskos, ji sumažėja užšalimo taškas ledo, taigi, kad ledas tirptų, iš aplinkos turi absorbuoti dar daugiau energijos. Dėl to ledai tampa šaltesni nei buvo anksčiau, todėl jūsų ledai sušąla.
Geriausia, jei savo ledus pagamintumėte naudodami „ledų druską“, kuri yra tiesiog druska, parduodama kaip dideli kristalai, o ne maži kristalėliai stalo druskoje. Didesniems kristalams reikia daugiau laiko, kad jie ištirptų vandenyje aplink ledus, todėl ledai gali tolygiau atvėsti.
Kiti druskos tipai
Vietoj natrio chlorido galėtumėte naudoti kitų rūšių druską, tačiau druskos nepakeistumėte cukrumi nes (a) cukrus gerai netirpsta šaltame vandenyje ir b) cukrus netirpsta į daugybę dalelių, kaip joninė medžiaga tokių kaip druska.
Junginiai, kurie ištirpsta į dvi dalis, kaip NaCl, suskaidomi į Na+ ir Cl-, geriau sumažina užšalimo tašką nei medžiagos, kurios neišsiskiria į daleles, nes pridėtos dalelės sutrikdo vandens galimybę susidaryti kristaliniam ledui.
Kuo daugiau dalelių, tuo didesnis jų suskaidymas ir didesnis poveikis nuo dalelių priklausomoms savybėms (koligatyviosios savybės) kaip užšalimo taško depresija, virimo taško pakilimasir osmosinis slėgis.
Dėl druskos ledas sugeria daugiau energijos iš aplinkos (tampa šaltesnis), todėl nors ir sumažina tašką vanduo vėl užšąla į ledą, jūs negalite pridėti druskos prie labai šalto ledo ir tikitės, kad jis užšaldys jūsų ledus ar pašalins sniegą šaligatvis. (Vandenyje turi būti vandens.) Štai kodėl NaCl nėra naudojamas šalinant šaligatvius šaltuose rajonuose.