Топлофизични свойства и точка на замръзване на водни разтвори на NaCl и CaCl2. Експерименти с лед

При каква температура замръзва водата? Изглежда - най-простият въпрос, на който дори едно дете може да отговори: точката на замръзване на водата при нормално атмосферно налягане от 760 mm Hg е нула градуса по Целзий.

Водата обаче (въпреки изключително широкото й разпространение на нашата планета) е най-мистериозното и не напълно разбрано вещество, така че отговорът на този въпрос изисква подробно и аргументирано обсъждане.

В Русия и Европа температурата се измерва по скалата на Целзий, чиято най-висока стойност е 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.

Състояния и видове води

Водата на планетата Земя може да приеме три основни състояния на агрегиране: течно, твърдо и газообразно, които могат да се трансформират в различни форми, които едновременно съществуват една с друга (айсберги в морската вода, водни пари и ледени кристали в облаци в небето, ледници и свободни - течащи реки).

В зависимост от характеристиките на произхода, предназначението и състава водата може да бъде:

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

Наличието на водородни изотопи прави водата:

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

Всички знаем, че водата може да бъде мека и 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 известно количество суспендирани частици от минерален или органичен произход. Това могат да бъдат най-малките частици глина, пясък или домашен прах.

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

Въздушните мехурчета, както и пукнатините и повреди по стените на съда, в който се намира водата, също могат да се превърнат в кристализационни ядра. Скоростта 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 на улицата.

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 с маса за приготвяне на сладолед показаха, че скоростта на замръзване на нагрятата маса е много по-висока от тази на студената.

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

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

С промяна в налягането, често свързана с намирането на различни височини, точката на замръзване на водата започва радикално да се различава от стандарта, характерен за нормалните условия.
Кристализацията на водата на височина се извършва при следните температурни стойности:

парадоксално е, че 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 в планините Фен или Памир).

Как налягането влияе върху процеса на кристализация на водата?

Нека се опитаме да свържем динамиката на промените в точката 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 на началото на процеса на кристализация на водата намалява и точката на кипене се повишава. При ниско налягане се получава диаметрално противоположна картина.

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

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

Замръзването на плъзгачи на тежко натоварени шейни в разказите на Джек Лондон се обяснява по подобен начин. Тежките шейни, които оказват натиск върху снега, го карат да се топи. Получената вода улеснява плъзгането им. Но веднага щом шейните спрат и се задържат дълго време на едно място, изместената вода, замръзвайки, замръзва плъзгачите на 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 поставим това във визуален списък.

Точката на замръзване на смес от алкохол и вода зависи от процентното съдържание на двата компонента в нея. Колкото повече вода се добавя 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 на началото на процеса на кристализация и температурата на крайния преход към твърдо състояние.
Между началото на образуването на първите кристали и пълното втвърдяване на алкохолния разтвор лежи температурен интервал от 7 градуса. И така, точката на замръзване на водата с алкохол с концентрация 40% в началния етап е -22,5 градуса, а окончателният преход на разтвора към твърдата 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, открихме, 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 стойност на нейното замръзване е 1,9 градуса. Степента на соленост на водите в Черно море е 18-20 ppm, така че те замръзват при по-висока температура в диапазона 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, които съставляват 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 глицерол се намали до 60 ml, процесът на кристализация ще започне при -34 градуса, а началото на замръзване на 20% разтвор ще бъде минус пет градуса. Както можете да видите, в този случай няма линейна връзка. За замразяване на 10% разтвор на глицерин е 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.

Замразяване на прясна вода

Процесът на образуване на лед в сладководни резервоари 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 не започва от повърхността, а от дъното, върху което има кристализационни ядра под формата на частици дънна тиня. Отначало корчовете и водните растения са покрити с ледена кора. Веднага щом долният лед се издигне на повърхността, реката моментално замръзва.
Замръзналата вода на езерото Байкал понякога може да се охлади до отрицателни температури. Това се случва само в плитка вода; температурата на водата в този случай може да бъде хилядни, а понякога и стотни от един градус под нулата.
Температурата на байкалската вода под самата кора на ледената покривка по правило не надвишава +0,2 градуса. В долните слоеве постепенно се повишава до +3,2 на дъното на най-дълбокия басейн.

Точка на замръзване на дестилирана вода

Замръзва ли дестилираната вода? Спомнете си, че за да замръзне водата, е необходимо да има някои центрове на кристализация в нея, които могат да бъдат въздушни мехурчета, суспендирани частици, както и повреда на стените на контейнера, 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, но не е кристализирала, се нарича "преохладена". Можете да поставите бутилка с дестилирана вода във фризера, да постигнете хипотермия и след това да демонстрирате много ефективен трик - вижте видеото:

Като леко почукате бутилка, извадена от хладилника, или като 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 или не под налягане? Такъв процес е възможен само в специално създадени лабораторни условия.

Точка на замръзване на солената вода

Ако забележите, тогава в морето водата замръзва при температури доста под нула градуса. Защо се случва това? Всичко зависи от концентрацията на сол в него. Колкото по-високо е, толкова по-ниска е точката на замръзване. Средно увеличаването на солеността на водата с две ppm понижава нейната точка на замръзване с една десета от градуса. Така че преценете сами каква трябва да бъде температурата на околната среда, за да се образува тънък слой лед на повърхността на морето със соленост 35 ppm. Трябва да е поне два градуса под нулата.

Същото Азовско море със соленост от 12 ppm замръзва при температура от минус 0,6 градуса. В същото време прилежащият към него Сиваш остава незамръзнал. Работата е там, че солеността на водата му е 100 ppm, което означава, че за образуването на лед тук са необходими поне шест градуса студ. За да се покрие с лед повърхността на Бяло море, където нивото на соленост на водата достига 25 ppm, температурата трябва да падне до минус 1,4 градуса.

Най-удивителното е, че в морска вода, охладена до минус един градус, снегът не се топи. Той просто продължава да плува в него, докато не се превърне в парче лед. Но влизайки в охладената прясна вода, той веднага се прикрива.

Процесът на замразяване на морската вода има свои собствени характеристики. Първоначално започват да се образуват първични ледени кристали, които са невероятно подобни на тънки прозрачни игли. В тях няма сол. Изстисква се от кристалите и остава във водата. Ако съберем такива игли и ги разтопим в някакъв съд, тогава ще получим прясна вода.

Каша от ледени игли, външно подобна на огромно мазно петно, плува по повърхността на морето. Оттам идва и първоначалното му име – сало. При по-нататъшно понижаване на температурата мазнината замръзва, образувайки гладка и прозрачна ледена кора, която се нарича nilas. За разлика от свинската мас, ниласът съдържа сол. Тя се появява в него в процеса на замразяване на мазнини и улавяне с игли, капчици морска вода. Това е доста хаотичен процес. Ето защо солта в морския лед се разпределя неравномерно, като правило, под формата на отделни включвания.

Учените са установили, че количеството сол в морския лед зависи от температурата на околния въздух, която се е състояла в момента на образуването му. При лека слана скоростта на образуване на нила е ниска, иглите улавят малко морска вода, поради което солеността на леда е ниска. При студено време ситуацията е точно обратната.

Когато морският лед се разтопи, първото нещо, което излиза от него, е солта. В резултат на това постепенно става безвкусно.

Младите натуралисти винаги са преследвани от привидно прости въпроси. При каква температура обикновено замръзва морската вода? Всеки знае, че нула градуса не е достатъчно, за да превърне морската повърхност в добра ледена пързалка. Но при каква температура се случва това?

От какво се състои морската вода?

Как съдържанието на моретата се различава от прясната вода? Разликата не е толкова голяма, но все пак:

Много повече сол.
Преобладават магнезиевите и натриевите соли.
Плътността се различава леко, в рамките на няколко процента.
В дълбочина може да се образува сероводород.

Основният компонент на морската вода, колкото и предвидимо да звучи, е водата. Но за разлика от водата на реките и езерата, тя съдържа големи количества натриев и магнезиев хлорид.

Солеността се оценява на 3,5 ppm, но за по-ясно - на 3,5 хилядни от процента от общия състав.

И дори тази, не най-впечатляващата цифра, осигурява на водата не само специфичен вкус, но и я прави негодна за пиене. Няма абсолютни противопоказания, морската вода не е отрова или токсично вещество и нищо лошо няма да се случи от няколко глътки. Ще бъде възможно да се говори за последствията, ако човек е поне през целия ден.Също така съставът на морската вода включва:

Флуор.
Бром.
калций.
калий.
хлор.
сулфати.
злато.

Вярно е, че в процентно отношение всички тези елементи са много по-малко от солите.

Защо не можете да пиете морска вода?

Вече засегнахме накратко тази тема, нека я разгледаме малко по-подробно. Заедно с морската вода в тялото влизат два йона – магнезиев и натриев.

Натрий	Магнезий
Участва в поддържането на водно-солевия баланс, един от основните йони наред с калия.	Основният ефект е върху централната нервна система.
С увеличаване на броя Naв кръвта се освобождава течност от клетките.	Много бавно се отделя от тялото.
Нарушават се всички биологични и биохимични процеси.	Излишъкът в организма води до диария, която влошава дехидратацията.
Човешките бъбреци не са в състояние да се справят с толкова много сол в тялото.	Може би развитието на нервни разстройства, неадекватно състояние.

Не може да се каже, че човек няма нужда от всички тези вещества, но нуждите винаги се вписват в определени граници. След като изпиете няколко литра такава вода, ще отидете твърде далеч от техните граници.

Въпреки това днес спешната нужда от използване на морска вода може да възникне само сред жертвите на корабокрушения.

Какво определя солеността на морската вода?

Виждайки малко по-висока цифра 3,5 ppm , може би си мислите, че това е константа за всяка морска вода на нашата планета. Но всичко не е толкова просто, солеността зависи от региона. Просто така се случи, че колкото по-на север се намира регионът, толкова по-голяма е тази стойност.

Югът, напротив, може да се похвали с не толкова солени морета и океани. Разбира се, всички правила имат своите изключения. Нивата на сол в моретата обикновено са малко по-ниски, отколкото в океаните.

Какво е географското деление като цяло? Не се знае, изследователите го приемат за даденост, има всичко. Може би отговорът трябва да се търси в по-ранните периоди от развитието на нашата планета. Не във времето, когато се е родил животът - много по-рано.

Вече знаем, че солеността на водата зависи от наличието на:

магнезиев хлорид.
натриев хлорид.
други соли.

Може би в някои части на земната кора находищата на тези вещества са били малко по-големи, отколкото в съседните региони. От друга страна, никой не отмени морските течения, рано или късно общото ниво трябваше да се изравни.

Така че най-вероятно малка разлика е свързана с климатичните особености на нашата планета. Не е най-неоснователното мнение, ако си спомняте студовете и помислите какво точно водата с високо съдържание на сол замръзва по-бавно.

Обезсоляване на морска вода.

По отношение на обезсоляването всеки е чувал поне малко, някои дори си спомнят филма "Воден свят". Колко реалистично е да поставите такъв преносим дестилатор във всяка къща и завинаги да забравите за проблема с питейната вода за човечеството? Все пак измислица, не реалност.

Всичко е свързано с изразходваната енергия, защото за ефективна работа са необходими огромни мощности, не по-малко от ядрен реактор. На този принцип работи инсталация за обезсоляване в Казахстан. Идеята беше представена и в Крим, но мощността на севастополския реактор не беше достатъчна за такива обеми.

Преди половин век, преди многобройните ядрени катастрофи, все още можеше да се предположи, че мирен атом ще влезе във всеки дом. Имаше дори лозунг. Но вече е ясно, че не се използват ядрени микрореактори:

В домакинските уреди.
В промишлени предприятия.
При конструирането на автомобили и самолети.
И да, в рамките на града.

Не се очаква през следващия век. Науката може да направи нов скок и да ни изненада, но засега това са само фантазии и надежди на безгрижни романтици.

При каква температура може да замръзне морската вода?

Но основният въпрос все още не е получил отговор. Вече научихме, че солта забавя замръзването на водата, морето ще се покрие с ледена кора не при нула, а при минусови температури. Но докъде трябва да стигнат показанията на термометъра до минус, така че жителите на крайбрежните райони да не чуват обичайния звук на прибоя, когато излизат от домовете си?

За да се определи тази стойност, има специална формула, сложна и разбираема само за специалисти. Зависи от основния показател - ниво на соленост. Но след като имаме средна стойност за този показател, можем ли да намерим и средната точка на замръзване? Разбира се.

Ако не е необходимо да изчислявате всичко до стотна, за определен регион, запомнете температурата -1,91 градуса.

Може да изглежда, че разликата не е толкова голяма, само две степени. Но по време на сезонни температурни колебания това може да играе огромна роля, когато термометърът падне поне 0. Би било само 2 градуса по-хладно, жителите на същата Африка или Южна Америка биха могли да видят лед близо до брега, но уви. Не смятаме обаче, че са много разстроени от подобна загуба.

Няколко думи за океаните.

А какво да кажем за океаните, запасите от прясна вода, нивата на замърсяване? Нека се опитаме да разберем:

Океаните все още стоят, нищо не им се е случило. През последните десетилетия нивото на водата се покачва. Може би това е циклично явление или може би ледниците наистина се топят.
Прясната вода също е повече от достатъчна, твърде рано е да се паникьосвате за това. Ако се случи друг глобален конфликт, този път с използването на ядрени оръжия, ние можем и ще, както в Лудия Макс, се молим за спестяване на влага.
Последната точка е много любима на природозащитниците. А спонсорството не се постига толкова трудно, конкурентите винаги ще плащат за черен PR, особено когато става дума за петролни компании. Но именно те причиняват основните щети на водите на моретата и океаните. Не винаги е възможно да се контролира производството на петрол и извънредните ситуации, а последствията са катастрофални всеки път.

Но океаните имат едно предимство пред човечеството. Постоянно се обновява и реалните му възможности за самопочистване са много трудни за оценка. Най-вероятно той ще успее да оцелее в човешката цивилизация и да види нейния упадък в напълно приемливо състояние. Е, тогава водата ще има милиарди години, за да се изчисти от всички "подаръци".

Дори е трудно да си представим кой трябва да знае при каква температура замръзва морската вода. Общообразователен факт, но за кого наистина е полезен на практика е въпрос.

Видео експеримент: замразяване на морска вода

Ако охладите разтвор на каквато и да е сол във вода, ще откриете, че точката на замръзване е спаднала. Преминават нула градуса и не настъпва втвърдяване. Само при температура няколко градуса под нулата в течността ще се появят кристали. Това са чисти ледени кристали; 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. Наситеният разтвор има най-ниска точка на замръзване. Намаляването на точката на замръзване на разтвора изобщо не е малко: например, наситен разтвор на готварска сол във 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.

При по-нататъшно понижаване на температурата кристалите на водата (разтворителя) продължават да се отделят. Накрая разтворът се насища. По-нататъшното обогатяване на разтвора с разтвореното вещество става невъзможно и разтворът веднага се втвърдява и ако разгледаме замразената смес през микроскоп, можем да видим, 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 ледена повърхност със сол? Отговорът на този въпрос е добре известен на портиерите: веднага щом солта влезе в контакт с леда, ледът ще започне да се топи. За да се осъществи явлението, разбира се е необходимо точката на замръзване на наситен солен разтвор да е под температурата на въздуха. Ако това условие е изпълнено, тогава сместа от лед и сол се намира в чужда област на състоянието, а именно в областта на стабилно съществуване на разтвора. Следователно смес 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 се образува разтвор с такава концентрация, чиято точка на замръзване е равна на температурата на околната среда.

Площта на двора от 100 м 2 е покрита с ледена кора от 1 см - това не е малко лед, около 1 т. Нека изчислим колко сол е необходима за почистване на двора, ако температурата е -3 ° C. Тази температура на кристализация (топене) има солен разтвор с концентрация 45 g / l. Приблизително 1 литър вода отговаря на 1 кг лед. Това означава, че са необходими 45 kg сол, за да се стопи 1 тон лед при -3°C. На практика те използват много по-малки количества, тъй като не постигат пълно разтопяване на целия лед.

Когато ледът се смеси със сол, ледът се топи и солта се разтваря във вода. 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, като в същото време сместа от лед и сол играеше ролята на хладилник.

Таблицата показва термофизичните свойства на разтвор на калциев хлорид CaCl 2 в зависимост от температурата и концентрацията на солта: специфичната топлина на разтвора, топлопроводимостта, вискозитета на водните разтвори, тяхната топлинна дифузия и числото 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 CaCl 2 не трябва да замръзва до минус 55°С. 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 9,4% при температура 20 ° C е 0,001236 Pa s, а с увеличаване на концентрацията на калциев хлорид в разтвора до 30%, неговият динамичен вискозитет се увеличава до стойност от 0,003511 Pa s.

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

Предвид следното топлофизични свойства на разтвор на CaCl2:

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

Плътността на разтвор на калциев хлорид CaCl 2 зависи от температурата

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

Топлинна проводимост на разтвор на CaCl 2 в зависимост от температурата

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

Топлинна мощност на разтвор на CaCl 2 при 0°С

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

Точка на замръзване на разтвори на NaCl и CaCl 2 соли

Таблицата показва точката 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°С.

Плътността на разтвора на NaCl като функция от температурата

Таблицата показва стойностите на плътността на разтвор на натриев хлорид NaCl с различни концентрации в зависимост от температурата.
Концентрацията на солта NaCl 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 като функция от температурата

Таблицата показва стойностите на топлопроводимостта на разтвор на натриев хлорид NaCl с различни концентрации при отрицателни температури.
Концентрацията на солта NaCl в разтвора е от 0,1 до 26,3% при температура от -15 до 0°C. Според таблицата може да се види, 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°С

Таблицата показва стойностите на масовата специфична топлина на воден разтвор на натриев хлорид NaCl с различни концентрации при 0 ° C. Концентрацията на солта NaCl в разтвора е от 0,1 до 26,3%. Според таблицата се вижда, че с увеличаване на концентрацията на сол в разтвор, 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.

Предвид следното топлофизични свойства на разтвор на NaCl:

плътност на разтвора, kg/m 3;
точка на замръзване °С;
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;
топлопроводимост, m 2 / s;
Числото на Прандтл.

Плътността на разтворите 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 солта NaCl в разтвора е от 0,1 до 26,3% при температура на разтвора 15°C. Концентрацията на калциев хлорид CaCl 2 в разтвора е в границите от 0,1 до 37,3% при температура 15°C. Плътността на разтворите на натриев хлорид и калций се увеличава с увеличаване на съдържанието на сол.

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

Таблицата показва 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 солния разтвор на NaCl е показан при температура от -20 до 20°C.
Коефициентът на обемно разширение на разтвора на CaCl2 хлорид е даден при -30 до 20°C.

източници:

Данилова Г. Н. и др.. Сборник от задачи по топлообменни процеси в хранително-вкусовата и хладилната промишленост. М .: Хранителна промишленост, 1976.- 240 с.