Kaip pasigaminti ledus maišelyje
Puikus eksperimentas su užšalimo taško depresija
BRETT STEVENS / Getty Images
Galite pasigaminti ledus plastikiniame maišelyje kaip smagų mokslinį projektą. Geriausia tai, kad jums nereikia ledų aparato ar net šaldiklio. Tai įdomus ir skanus maisto mokslo projektas, kuris tyrinėja užšalimo taško depresija .
Medžiagos
- 1/4 stiklinės cukraus
- 1/2 stiklinės pieno
- 1/2 puodelio plaktos grietinėlės (riebios grietinėlės)
- 1/4 arbatinio šaukštelio vanilės arba vanilės kvapiosios medžiagos (vanilino)
- 1 (kvartalo) krepšys su užtrauktuku
- 1 (galonas) krepšys su užtrauktuku
- 2 puodeliai ledo
- Termometras
- 1/2–3/4 puodelio natrio chlorido (NaCl) kaip valgomoji arba akmens druska
- Matavimo puodeliai ir šaukštai
- Puodeliai ir šaukštai skanėstui valgyti
Procedūra
- Į kvortą užtrauktuku užsegamą maišelį įpilkite 1/4 puodelio cukraus, 1/2 puodelio pieno, 1/2 puodelio plakimo grietinėlės ir 1/4 arbatinio šaukštelio vanilės. Saugiai uždarykite maišelį.
- Į galonų plastikinį maišelį įdėkite 2 puodelius ledo.
- Termometru išmatuokite ir užregistruokite galonų maiše esančio ledo temperatūrą.
- Į ledo maišelį įpilkite 1/2–3/4 puodelio druskos (natrio chlorido).
- Įdėkite uždarytą litrų maišelį į galonų maišelį su ledu ir druska. Saugiai uždarykite galonų maišelį.
- Švelniai pasukite galonų maišą iš vienos pusės į kitą. Geriausia laikyti jį už viršutinio sandariklio arba tarp maišelio ir rankų turėti pirštines ar šluostę, nes maišelis bus pakankamai šaltas, kad pažeistų odą.
- Toliau sūpuokite maišelį 10–15 minučių arba tol, kol kvorto maišelio turinys sukietės į ledus.
- Atidarykite galonų maišelį ir termometru išmatuokite bei užrašykite ledo/druskos mišinio temperatūrą.
- Išimkite kvorto maišelį, atidarykite, su šaukštais patiekite turinį į puodelius.
Kaip tai veikia
Ledas turi sugerti energiją, kad ištirptų, keičiant fazę vandens iš kietos medžiagos į skystą. Kai ledų sudedamosioms dalims atvėsinti naudojate ledą, energija sugeriama iš ingredientų ir iš išorinės aplinkos (pvz., rankų, jei laikote ledo maišelį).
Įdėjus druskos, ji sumažėja užšalimo taškas ledo, todėl iš aplinkos reikia sugerti dar daugiau energijos, kad ledas ištirptų. Dėl to ledai šaltesni nei buvo anksčiau, todėl jūsų ledai užšąla.
Idealiu atveju ledus gamintumėte naudodami „ledų druską“, kuri yra tik druska, parduodama kaip dideli kristalai, o ne maži stalo druskos kristalai. Didesni kristalai užtrunka ilgiau, kol jie ištirpsta vandenyje aplink ledą, o tai leidžia tolygiau atvėsti ledus.
Kitos druskos rūšys
Vietoj natrio chlorido galite naudoti kitų rūšių druską, bet negalėjote druskos pakeisti cukrumi, nes (a) cukrus blogai tirpsta šaltame vandenyje ir (b) cukrus netirpsta į kelias daleles, kaip joninė medžiaga tokių kaip druska.
Junginiai, kurie ištirpdami skyla į dvi dalis, kaip NaCl, skyla į Na+ir Cl-, geriau mažina užšalimo temperatūrą nei medžiagos, kurios nesiskiria į daleles, nes pridedamos dalelės sutrikdo vandens gebėjimą formuoti kristalinį ledą.
Kuo daugiau dalelių, tuo didesnis sutrikimas ir didesnis poveikis nuo dalelių priklausomoms savybėms ( koliatyvinės savybės ) kaip užšalimo taško depresija, virimo taško pakilimas , ir osmosinis slėgis.
Dėl druskos ledas sugeria daugiau energijos iš aplinkos (tampa šaltesnis), taigi, nors ji sumažina tašką, kai vanduo vėl užšals į ledą, negalite dėti druskos į labai šaltą ledą ir tikėtis, kad jis užšaldys jūsų ledą. kremu arba nuvalykite ledą snieguotą šaligatvį. (Turi būti vandens.) Štai kodėl NaCl nenaudojamas šaligatvių ledui šalinti vietose, kuriose labai šalta.