Hvorfor fryser ikke sjøvann ved null temperatur? Iseksperimenter.

Tabellen viser de termofysiske egenskapene til en løsning av kalsiumklorid CaCl 2 avhengig av temperatur og saltkonsentrasjon: den spesifikke varmen til løsningen, termisk ledningsevne, viskositeten til vandige løsninger, deres termiske diffusivitet og Prandtl-tallet. Konsentrasjonen av salt CaCl 2 i løsning er fra 9,4 til 29,9 %. Temperaturen som egenskapene er gitt bestemmes av saltinnholdet i løsningen og varierer fra -55 til 20°C.

kalsiumklorid CaCl 2 kan ikke fryse opp til minus 55 ° С. For å oppnå denne effekten bør saltkonsentrasjonen i løsningen være 29,9 %, og dens tetthet vil være 1286 kg/m 3 .

Med en økning i saltkonsentrasjonen i en løsning øker ikke bare dens tetthet, men også slike termofysiske egenskaper som den dynamiske og kinematiske viskositeten til vandige løsninger, samt Prandtl-tallet. For eksempel, dynamisk viskositet av CaCl 2 løsning med en saltkonsentrasjon på 9,4% ved en temperatur på 20°C er 0,001236 Pa s, og med en økning i konsentrasjonen av kalsiumklorid i løsningen til 30%, øker dens dynamiske viskositet til en verdi på 0,003511 Pa s.

Det skal bemerkes at temperaturen har den sterkeste innflytelsen på viskositeten til vandige løsninger av dette saltet. Når en løsning av kalsiumklorid avkjøles fra 20 til -55°C, kan dens dynamiske viskositet øke med 18 ganger, og kinematisk med 25 ganger.

Gitt følgende termofysiske egenskaper til CaCl 2 løsning:

, kg/m3;
frysepunkt °С;
dynamisk viskositet av vandige løsninger, Pa s;
Prandtl nummer.

Tettheten til en løsning av kalsiumklorid CaCl 2 avhengig av temperatur

Tabellen viser verdiene av tettheten til en løsning av kalsiumklorid CaCl 2 i forskjellige konsentrasjoner avhengig av temperaturen.
Konsentrasjonen av kalsiumklorid CaCl 2 i løsning er fra 15 til 30 % ved en temperatur på -30 til 15°C. Tettheten til en vandig løsning av kalsiumklorid øker med en reduksjon i temperaturen til løsningen og en økning i saltkonsentrasjonen i den.

Termisk ledningsevne av CaCl 2 løsning avhengig av temperatur

Tabellen viser den termiske ledningsevnen til en løsning av kalsiumklorid CaCl 2 av forskjellige konsentrasjoner ved lave temperaturer.
Konsentrasjonen av CaCl 2-salt i løsning er fra 0,1 til 37,3 % ved en temperatur på -20 til 0°C. Når konsentrasjonen av salt i løsningen øker, reduseres dens varmeledningsevne.

Varmekapasitet til CaCl 2-løsning ved 0 ° С

Tabellen viser verdiene av massevarmekapasiteten til en løsning av kalsiumklorid CaCl 2 i forskjellige konsentrasjoner ved 0 °C. Konsentrasjonen av salt CaCl 2 i løsning er fra 0,1 til 37,3 %. Det skal bemerkes at med en økning i konsentrasjonen av salt i en løsning, reduseres varmekapasiteten.

Frysepunkt for løsninger av NaCl- og CaCl 2-salter

Tabellen viser frysepunktet for løsninger av salter av natriumklorid NaCl og kalsium CaCl 2 avhengig av saltkonsentrasjonen. Saltkonsentrasjonen i løsningen er fra 0,1 til 37,3%. Frysepunktet til en saltvannsløsning bestemmes av saltkonsentrasjonen i løsning og for natriumklorid kan NaCl nå en verdi på minus 21,2°C for en eutektisk løsning.

Det er verdt å merke seg at natriumkloridløsning kan ikke fryse til en temperatur på minus 21,2 ° C, og en løsning av kalsiumklorid fryser ikke ved temperaturer opp til minus 55°C.

Tetthet av NaCl-løsning som funksjon av temperatur

Tabellen viser verdiene av tettheten til en løsning av natriumklorid NaCl i forskjellige konsentrasjoner avhengig av temperatur.
Konsentrasjonen av NaCl-saltet i løsningen er fra 10 til 25%. Tetthetsverdiene til løsningen er angitt ved temperaturer fra -15 til 15 °C.

Termisk ledningsevne til NaCl-løsning som funksjon av temperatur

Tabellen viser de termiske konduktivitetsverdiene til en løsning av natriumklorid NaCl i forskjellige konsentrasjoner ved negative temperaturer.
Konsentrasjonen av NaCl-saltet i løsningen er fra 0,1 til 26,3 % ved en temperatur på -15 til 0°C. I følge tabellen kan man se at den termiske ledningsevnen til en vandig løsning av natriumklorid avtar når konsentrasjonen av salt i løsningen øker.

Spesifikk varmekapasitet til NaCl-løsning ved 0°C

Tabellen viser verdiene av massespesifikk varme til en vandig løsning av natriumklorid NaCl i forskjellige konsentrasjoner ved 0 °C. Konsentrasjonen av NaCl-saltet i løsningen er fra 0,1 til 26,3%. I følge tabellen kan det sees at med en økning i konsentrasjonen av salt i en løsning, reduseres varmekapasiteten.

Termofysiske egenskaper til NaCl-løsning

Tabellen viser de termofysiske egenskapene til en løsning av natriumklorid NaCl avhengig av temperatur og saltkonsentrasjon. Konsentrasjonen av natriumklorid NaCl i løsning er fra 7 til 23,1 %. Det skal bemerkes at når en vandig løsning av natriumklorid avkjøles, endres dens spesifikke varmekapasitet litt, den termiske ledningsevnen reduseres og viskositeten til løsningen øker.

Gitt følgende termofysiske egenskaper til NaCl-løsning:

løsningstetthet, kg/m 3 ;
frysepunkt °С;
spesifikk (masse) varmekapasitet, kJ/(kg grader);
varmeledningskoeffisient, W/(m deg);
dynamisk viskositet av løsningen, Pa s;
kinematisk viskositet av løsningen, m 2 /s;
termisk diffusivitet, m 2 /s;
Prandtl nummer.

Tettheten av løsninger av natriumklorid NaCl og kalsium CaCl 2 avhengig av konsentrasjonen ved 15 ° C

Tabellen viser tetthetsverdiene for løsninger av natriumklorid NaCl og kalsium CaCl 2 avhengig av konsentrasjonen. Konsentrasjonen av NaCl-saltet i løsningen er fra 0,1 til 26,3 % ved en løsningstemperatur på 15°C. Konsentrasjonen av kalsiumklorid CaCl2 i løsningen er i området fra 0,1 til 37,3 % ved dens temperatur på 15°C. Tettheten av løsninger av natriumklorid og kalsium øker med økende saltinnhold.

Volumetrisk ekspansjonskoeffisient for løsninger av natriumklorid NaCl og kalsium CaCl 2

Tabellen viser verdiene av den gjennomsnittlige volumetrisk ekspansjonskoeffisient av vandige løsninger av natriumklorid NaCl og kalsium CaCl 2 avhengig av konsentrasjon og temperatur.
Volumekspansjonskoeffisienten til NaCl-saltløsningen er indikert ved en temperatur på -20 til 20°C.
Den volumetriske ekspansjonskoeffisienten til CaCl2-kloridløsningen er gitt ved -30 til 20°C.

Kilder:

Danilova G. N. et al. Samling av oppgaver om varmeoverføringsprosesser i mat- og kjøleindustrien. M.: Næringsmiddelindustri, 1976.- 240 s.

Eksperimenter med is for barn er alltid interessant. Da jeg utførte eksperimenter med Vlad, gjorde jeg til og med flere oppdagelser for meg selv.

I dag vil vi finne svar på følgende spørsmål:

Hvordan oppfører vann seg når det er frosset?
Hva skjer hvis du fryser saltvann?
pels vil varme isen?
og noen andre...

iskaldt vann

Vann utvider seg når det fryser. Bildet viser et glass frossent vann. Man kan se at isen har hevet seg i en tuberkel. Vann fryser ikke jevnt. Til å begynne med dukker det opp is ved glassets vegger, og fyller gradvis hele karet. I vann beveger molekylene seg tilfeldig, så det tar form av karet det helles i. Is har derimot en tydelig krystallinsk struktur, mens avstandene mellom ismolekylene er større enn mellom vannmolekylene, så is tar mer plass enn vann, det vil si at den utvider seg.

Fryser saltvann?

Jo mer salt vannet er, jo lavere frysepunkt. For eksperimentet tok vi to glass - i det ene ferskvann (merket med bokstaven B), i det andre svært saltvann (merket med bokstavene B + C).

Etter å ha stått i fryseren hele natten frøs ikke saltvannet, men det dannet seg iskrystaller i glasset. Ferskvann ble til is. Mens jeg manipulerte kopper og saltløsninger, skapte Vladik sitt eget uplanlagte eksperiment.

Han helte vann, vegetabilsk olje i et krus og la det diskret i fryseren. Dagen etter fant jeg et krus med is og skyet olje flytende. Vi konkluderer med at forskjellige væsker har ulik frysetemperatur.

Saltvannet i fryseren frøs ikke, men hva skjer hvis du drysser salt på isen? La oss sjekke.

Erfaring med is og salt

Ta to isbiter. Dryss en av dem med salt, og la den andre stå til sammenligning. Salt tærer på isen, og lager riller og passasjer i isbiten. Som forventet smeltet isbiten drysset med salt mye raskere. Derfor drysser vaktmesterne over stiene med salt om vinteren. Hvis du drysser salt på is, kan du ikke bare se smeltingen, men også tegne litt!

Vi frøs ned en stor istapp og strødde den med salt, tok børster og akvarellmaling og begynte å skape skjønnhet.Den eldste sønnen la maling på isen med en pensel, og den yngste med hendene.

Vår erfarne kreativitet forener hele familien, så Makarushkins penn kom inn i kameralinsen!

Makar og Vlad er veldig alle elsker å fryse . Noen ganger ligger det helt uventede varer i fryseren.

Jeg drømte om å gjøre denne opplevelsen siden barndommen, men moren min hadde ikke pels, og mange Jeg trengte ikke en pels og ingen erstatninger! Min elskede kjøpte meg en pels, og nå presenterer jeg din oppmerksomhet denne fantastiske opplevelsen. I begynnelsen ante jeg ikke hvordan du kunne bestemme deg for å pakke iskrem inn i en pels, selv om du virkelig vil eksperimentere. Og hvis eksperimentet mislykkes, hvordan vaske det senere. Å, det var det ikke! ..

Jeg la iskrem i poser :) Jeg pakket den inn i en pels og ventet. Wow, alt er flott! Pelsen er intakt, og isen har smeltet mye mindre enn kontrollprøven, og står i nærheten uten pels.

Så flott det er å være voksen, ha pels og gjøre alle mulige barneeksperimenter!

Barn elsker å farge og dekorere. Og farget is gir mange positive følelser og lar deg utvikle kreativitet hos barn. Eksperimentene er ikke bare lyse, informative, men også nyttige. Jeg gir deg oppskrifter på enda mer lyse eksperimenter for barn nå. Last ned en nyttig samling av eksperimenter for hjemmelaboratoriet ditt - "Eksperimenter med vann". Skriv i kommentarfeltet din tilbakemelding om eksperimentene og ønsker: hvilke opplevelser vil du gjerne se på sidene på nettstedet vårt. Vitenskap er gøy.

Din Galina Kuzmina

Hvis du avkjøler en løsning av salt i vann, vil du oppdage at frysepunktet har sunket. Null grader passeres, og størkning skjer ikke. Bare ved en temperatur noen få minusgrader vil det dukke opp krystaller i væsken. Dette er rene iskrystaller, salt løses ikke opp i fast is.

Frysepunktet avhenger av konsentrasjonen av løsningen. Ved å øke konsentrasjonen av løsningen vil vi redusere krystalliseringstemperaturen. Den mettede løsningen har det laveste frysepunktet. Nedgangen i frysepunktet til løsningen er slett ikke liten: for eksempel vil en mettet løsning av bordsalt i vann fryse ved -21 ° C. Ved hjelp av andre salter kan en enda større temperaturreduksjon oppnås; kalsiumklorid, for eksempel, lar deg bringe størkningstemperaturen til løsningen til -55 °C.

La oss nå vurdere hvordan fryseprosessen fortsetter. Etter at de første iskrystallene faller ut av løsningen, vil styrken til løsningen øke. Nå vil det relative antallet fremmede molekyler øke, interferensen med vannkrystalliseringsprosessen vil også øke, og frysepunktet vil falle. Hvis temperaturen ikke senkes ytterligere, vil krystalliseringen stoppe.

Med en ytterligere reduksjon i temperaturen fortsetter vann(løsningsmiddel)krystaller å separere. Til slutt blir løsningen mettet. Ytterligere anrikning av løsningen med det oppløste stoffet blir umulig, og løsningen stivner umiddelbart, og hvis vi undersøker den frosne blandingen gjennom et mikroskop, kan vi se at den består av iskrystaller og saltkrystaller.

Dermed fryser løsningen annerledes enn en enkel væske. Fryseprosessen strekker seg over et stort temperaturintervall.

Hva skjer hvis du drysser en isete overflate med salt? Svaret på dette spørsmålet er velkjent for vaktmesterne: så snart saltet kommer i kontakt med isen, vil isen begynne å smelte. For at fenomenet skal finne sted, er det selvfølgelig nødvendig at frysepunktet til en mettet saltløsning er under lufttemperaturen. Hvis denne betingelsen er oppfylt, er is-saltblandingen i en fremmed region av staten, nemlig i området med stabil eksistens av løsningen. Derfor vil en blanding av is og salt bli til en løsning, det vil si at isen vil smelte, og saltet vil oppløses i det resulterende vannet. Til slutt vil enten all isen smelte, eller det dannes en løsning med en slik konsentrasjon, hvis frysepunkt er lik temperaturen i miljøet.

Gårdsplassen på 100 m 2 er dekket med en isskorpe på 1 cm - dette er ikke litt is, omtrent 1 tonn. La oss beregne hvor mye salt som trengs for å rense gården hvis temperaturen er -3 ° C. Denne krystalliseringstemperaturen (smelte) har en saltløsning med en konsentrasjon på 45 g / l. Omtrent 1 liter vann tilsvarer 1 kg is. Det betyr at det trengs 45 kg salt for å smelte 1 tonn is ved -3°C. I praksis bruker de mye mindre mengder, siden de ikke oppnår fullstendig smelting av all isen.

Når is blandes med salt, smelter isen og saltet løses opp i vann. Men smelting krever varme, og is tar det fra omgivelsene. Tilsetning av salt til is fører derfor til at temperaturen synker.

Vi er vant til å kjøpe fabrikklaget is nå. Tidligere ble det tilberedt is hjemme, og samtidig spilte en blanding av is og salt rollen som kjøleskap.

Ved hvilken temperatur fryser vannet? Det ser ut til - det enkleste spørsmålet som til og med et barn kan svare på: frysepunktet for vann ved normalt atmosfærisk trykk på 760 mm Hg er null grader Celsius.

Vann (til tross for sin ekstremt brede distribusjon på planeten vår) er imidlertid det mest mystiske og ikke fullt forståtte stoffet, så svaret på dette spørsmålet krever en detaljert og begrunnet samtale.

I Russland og Europa måles temperaturen på Celsius-skalaen, hvor den høyeste verdien er 100 grader.
Den amerikanske vitenskapsmannen Fahrenheit utviklet sin egen skala med 180 divisjoner.
Det er en annen enhet for temperaturmåling - kelvin, oppkalt etter den engelske fysikeren Thomson, som fikk tittelen Lord Kelvin.

Tilstander og typer vann

Vann på planeten Jorden kan ha tre hovedtilstander av aggregering: flytende, fast og gassformet, som kan forvandles til forskjellige former som samtidig eksisterer sammen med hverandre (isfjell i sjøvann, vanndamp og iskrystaller i skyer på himmelen, isbreer og frie -rennende elver).

Avhengig av egenskapene til opprinnelsen, formålet og sammensetningen, kan vann være:

fersk;
mineral;
nautiske;
drikking (her inkluderer vi vann fra springen);
regn;
tint;
brakk;
strukturert;
destillert;
avionisert.

Tilstedeværelsen av hydrogenisotoper gjør vann:

lys;
tung (deuterium);
supertung (tritium).

Vi vet alle at vann kan være mykt og hardt: denne indikatoren bestemmes av innholdet av magnesium- og kalsiumkationer.

Hver av vanntypene og aggregattilstandene vi har listet opp har sitt eget fryse- og smeltepunkt.

Vannets frysepunkt

Hvorfor fryser vann? Vanlig vann inneholder alltid en viss mengde suspenderte partikler av mineralsk eller organisk opprinnelse. Det kan være de minste partiklene av leire, sand eller husstøv.

Når omgivelsestemperaturen synker til visse verdier, inntar disse partiklene rollen som sentre som iskrystaller begynner å dannes rundt.

Luftbobler, samt sprekker og skader på veggene i fartøyet der vannet befinner seg, kan også bli krystallisasjonskjerner. Hastigheten av vannkrystallisering bestemmes i stor grad av antallet av disse sentrene: jo flere av dem, jo raskere fryser væsken.

Under normale forhold (ved normalt atmosfærisk trykk) er temperaturen på faseovergangen til vann fra flytende til fast tilstand 0 grader Celsius. Det er ved denne temperaturen at vannet fryser på gaten.

Hvorfor fryser varmt vann raskere enn kaldt vann?

Varmt vann fryser raskere enn kaldt vann – dette fenomenet ble lagt merke til av Erasto Mpemba, en skolegutt fra Tanganyika. Eksperimentene hans med masse for å lage is viste at frysehastigheten til den oppvarmede massen er mye høyere enn den kalde.

En av grunnene til dette interessante fenomenet, kalt "Mpemba-paradokset", er den høyere varmeoverføringen til en varm væske, samt tilstedeværelsen i den av et større antall krystalliseringskjerner sammenlignet med kaldt vann.

Er frysepunktet for vann og høyde relatert?

Med en endring i trykk, ofte forbundet med å være i forskjellige høyder, begynner frysepunktet til vannet å avvike radikalt fra standarden, karakteristisk for normale forhold.
Krystallisering av vann i høyden skjer ved følgende temperaturverdier:

paradoksalt nok, i en høyde på 1000 m, fryser vannet ved 2 grader Celsius;
i 2000 meters høyde skjer dette allerede ved 4 grader Celsius.

Den høyeste frysetemperaturen på vann i fjellene er observert i en høyde på over 5000 tusen meter (for eksempel i Fann-fjellene eller Pamirs).

Hvordan påvirker trykk prosessen med vannkrystallisering?

La oss prøve å koble dynamikken til endringer i frysepunktet til vann med endringer i trykk.

Ved et trykk på 2 atm vil vann fryse ved en temperatur på -2 grader.
Ved et trykk på 3 atm vil temperaturen på -4 grader Celsius begynne å fryse vann.

Med økt trykk synker temperaturen i begynnelsen av vannkrystalliseringsprosessen, og kokepunktet øker. Ved lavt trykk oppnås et diametralt motsatt bilde.

Det er grunnen til at det under forhold med høye fjell og en sjeldne atmosfære er veldig vanskelig å tilberede egg, siden vannet i gryten koker allerede ved 80 grader. Det er klart at ved denne temperaturen er det rett og slett umulig å lage mat.

Ved høyt trykk skjer prosessen med issmelting under skøytenes blader selv ved svært lave temperaturer, men det er takket være ham at skøytene glir på isoverflaten.

Frysingen av skrens av tungt lastede sleder i historiene om Jack London er forklart på lignende måte. Tunge sleder som legger press på snøen får den til å smelte. Det resulterende vannet letter deres glidning. Men så snart sledene stopper og henger lenge på ett sted, fryser det fortrengte vannet, frysende, skliene til veien.

Krystallisasjonstemperatur av vandige løsninger

Som et utmerket løsningsmiddel, reagerer vann lett med forskjellige organiske og uorganiske stoffer, og danner en masse av noen ganger uventede kjemiske forbindelser. Selvfølgelig vil hver av dem fryse ved forskjellige temperaturer. La oss sette dette i en visuell liste.

Frysepunktet til en blanding av alkohol og vann avhenger av prosentandelen av begge komponentene i den. Jo mer vann som tilsettes løsningen, jo nærmere null er frysepunktet. Hvis det er mer alkohol i løsningen, vil krystalliseringsprosessen begynne ved verdier nær -114 grader.
Det er viktig å vite at vann-alkoholløsninger ikke har et fast frysepunkt. Vanligvis snakker de om temperaturen på begynnelsen av krystalliseringsprosessen og temperaturen på den endelige overgangen til fast tilstand.
Mellom begynnelsen av dannelsen av de første krystallene og fullstendig størkning av alkoholløsningen ligger et temperaturintervall på 7 grader. Så frysepunktet for vann med alkohol med en konsentrasjon på 40% i det innledende stadiet er -22,5 grader, og den endelige overgangen av løsningen til den faste fasen vil skje ved -29,5 grader.

Frysepunktet for vann med salt er nært knyttet til graden av saltholdighet: jo mer salt i løsningen, jo lavere posisjon vil kvikksølvkolonnen fryse.

For å måle saltholdigheten til vann brukes en spesiell enhet - "ppm". Så vi har funnet ut at frysepunktet til vann synker med økende saltkonsentrasjon. La oss forklare dette med et eksempel:

Salinitetsnivået i havvann er 35 ppm, mens gjennomsnittsverdien for frysing er 1,9 grader. Salinitetsgraden i Svartehavsvannet er 18-20 ppm, så de fryser ved en høyere temperatur i området fra -0,9 til -1,1 grader Celsius.

Frysepunktet for vann med sukker (for en løsning hvis molalitet er 0,8) er -1,6 grader.
Frysepunktet for vann med urenheter avhenger i stor grad av mengden og arten av urenhetene som utgjør den vandige løsningen.
Frysepunktet for vann med glyserin avhenger av konsentrasjonen av løsningen. En løsning som inneholder 80 ml glyserin vil fryse ved -20 grader, når glyserolinnholdet reduseres til 60 ml, vil krystalliseringsprosessen begynne ved -34 grader, og begynnelsen av frysing av en 20 % løsning vil være minus fem grader. Som du kan se, er det ingen lineær sammenheng i dette tilfellet. For å fryse en 10% løsning av glyserin, vil en temperatur på -2 grader være tilstrekkelig.
Frysepunktet for vann med brus (som betyr kaustisk alkali eller kaustisk soda) gir et enda mer mystisk bilde: en 44% kaustisk løsning fryser ved +7 grader Celsius, og 80% ved +130.

Frysing av ferskvann

Prosessen med isdannelse i ferskvannsreservoarer skjer i et litt annet temperaturregime.

Frysepunktet for vann i en innsjø, akkurat som frysepunktet for vann i en elv, er null grader Celsius. Frysingen av de reneste elvene og bekkene starter ikke fra overflaten, men fra bunnen, hvor det er krystalliseringskjerner i form av bunnsiltpartikler. Til å begynne med er haker og vannplanter dekket med en isskorpe. Så snart bunnisen stiger til overflaten, fryser elven øyeblikkelig gjennom.
Frosset vann på Baikalsjøen kan noen ganger kjøles ned til negative temperaturer. Dette skjer bare på grunt vann; vanntemperaturen i dette tilfellet kan være tusendeler, og noen ganger hundredeler av en grad under null.
Temperaturen på Baikal-vannet under selve skorpen på isdekket overstiger som regel ikke +0,2 grader. I de nederste lagene stiger den gradvis til +3,2 i bunnen av det dypeste bassenget.

Frysepunkt for destillert vann

Fryser destillert vann? Husk at for at vann skal fryse, er det nødvendig å ha noen krystalliseringssentre i det, som kan være luftbobler, suspenderte partikler, samt skade på veggene til beholderen der den er plassert.

Destillert vann, fullstendig blottet for urenheter, har ikke krystalliseringskjerner, og derfor begynner frysingen ved svært lave temperaturer. Det første frysepunktet for destillert vann er -42 grader. Forskere klarte å oppnå underkjøling av destillert vann til -70 grader.

Vann som har vært utsatt for svært lave temperaturer, men som ikke har krystallisert, kalles "superkjølt". Du kan plassere en flaske destillert vann i fryseren, oppnå hypotermi, og deretter demonstrere et veldig effektivt triks - se videoen:

Ved å banke forsiktig på en flaske som er tatt ut av kjøleskapet, eller ved å kaste en liten isbit inn i den, kan du vise hvor øyeblikkelig den blir til is, som ser ut som langstrakte krystaller.

Destillert vann: fryser dette rensede stoffet eller ikke under trykk? En slik prosess er bare mulig under spesiallagde laboratorieforhold.

Frysepunkt for saltvann

Vann i hav og hav er veldig forskjellig fra elve- og innsjøvann. Det er salt - og dette bestemmer mange av dets egenskaper. Frysepunktet til sjøvann avhenger også av denne faktoren. Det tilsvarer ikke 0 °C, slik tilfellet er med ferskvann. For å være dekket av is trenger havet en sterkere frost.

Det er umulig å si utvetydig ved hvilken temperatur sjøvann fryser, siden denne indikatoren avhenger av graden av saltholdighet. På forskjellige steder i verdenshavet er det annerledes.

Det mest salte er Rødehavet. Her når konsentrasjonen av salt i vannet 41‰ (ppm). Den minste mengden salt i vannet i Østersjøen er 5‰. I Svartehavet er dette tallet 18‰, og i Middelhavet - 26‰. Saliniteten til Azovhavet er 12‰. Og hvis vi tar gjennomsnittet, er saltholdigheten i havene 34,7‰.

Jo høyere saltholdighet, jo mer må sjøvannet avkjøles for å bli fast.

Dette fremgår tydelig av tabellen:

Saltholdighet, ‰	Frysepunkt, °C	Saltholdighet, ‰	Frysepunkt, °C
0 (ferskvann)		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

Der saltholdigheten er enda høyere, som for eksempel i Sivash-sjøen (100 ‰), Kara-Bogaz-Gol-bukten (250 ‰), i Dødehavet (over 270 ‰), kan vann fryse bare med et veldig stort minus - i det første tilfellet - ved -6,1 °C, i det andre - under -10 °C.

For gjennomsnittsindikatoren for alle hav kan -1,9 ° C tas.

Frysestadier

Det er veldig interessant å se hvordan sjøvann fryser. Det er ikke umiddelbart dekket med en jevn isskorpe, som ferskvann. Når en del av den blir til is (og den er fersk), blir resten av volumet enda mer salt, og det kreves en enda sterkere frost for å fryse det.

Istyper

Når havet avkjøles, dannes det forskjellige typer is:

snøstorm;
slam;
nåler;
salo;
nilas.

Hvis havet ennå ikke har frosset, men er veldig nærme det, og på det tidspunktet faller snø, smelter det ikke når det kommer i kontakt med overflaten, men er mettet med vann og danner en tyktflytende grøtaktig masse som kalles snø. Denne grøten blir frysende til slam, noe som er veldig farlig for skip som er fanget i en storm. På grunn av det blir dekket umiddelbart dekket med en isskorpe.

Når termometeret når merket som er nødvendig for frysing, begynner isnåler å danne seg i havet - krystaller i form av veldig tynne sekskantede prismer. Ved å samle dem med et nett, vaske av saltet og smelte dem, vil du oppdage at de er smakløse.

Først vokser nålene horisontalt, deretter tar de en vertikal posisjon, og bare basene deres er synlige på overflaten. De ligner på fettflekker i en kald suppe. Derfor kalles is på dette stadiet smult.

Når det blir enda kaldere, begynner fettet å fryse og danner en isskorpe, gjennomsiktig og skjør som glass. Slik is kalles nilas, eller flaske. Det er salt, selv om det er dannet av usyrede nåler. Faktum er at under frysing fanger nålene de minste dråpene av det omkringliggende saltvannet.

Bare i havet er det et slikt fenomen som flytende is. Det oppstår fordi vannet her avkjøles raskere utenfor kysten. Isen som dannes der fryser til kystkanten, og derfor ble den kalt hurtigis. Ettersom frosten tiltar under rolig vær, fanger den raskt nye territorier, og noen ganger når den titalls kilometer i bredden. Men så snart en sterk vind stiger, begynner den raske isen å bryte i biter av forskjellige størrelser. Disse isflakene, ofte enorme (isfelt), bæres av vinden og strømmen gjennom havet, og skaper problemer for skip.

Smeltepunkt

Havisen smelter ikke ved samme temperatur som sjøvannet fryser, som man kanskje skulle tro. Det er mindre salt (i gjennomsnitt 4 ganger), så transformasjonen tilbake til væske begynner tidligere enn å nå dette merket. Hvis det gjennomsnittlige frysepunktet for sjøvann er -1,9 °C, er den gjennomsnittlige smeltetemperaturen til isen dannet av det -2,3 °C.

Saltvannfrysing: Video

Les også

Hvordan lage springvann destillert
Hva vet du om kokepunktet til vann?
Hvordan påvirker sjøvann håret?