Termofysiske egenskaper og frysepunkt for vandige løsninger av NaCl og CaCl2. Eksperimenter med is

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

Hvis du merker det, fryser vannet i sjøen ved temperaturer godt under null grader. Hvorfor skjer dette? Alt avhenger av konsentrasjonen av salt i den. Jo høyere den er, jo lavere frysepunkt. I gjennomsnitt senker en økning i saltholdigheten i vann med to ppm frysepunktet med en tidel grad. Så bedøm selv hva omgivelsestemperaturen skal være slik at det dannes et tynt lag is på overflaten av havet, med en saltholdighet på 35 ppm. Det bør være minst to minusgrader.

Det samme Azovhavet, med en saltholdighet på 12 ppm, fryser ved en temperatur på minus 0,6 grader. Samtidig forblir Sivash ved siden av den ufrosset. Saken er at saltholdigheten i vannet er 100 ppm, noe som betyr at for dannelsen av is her, er det nødvendig med minst seks grader frost. For at overflaten av Hvitehavet, hvor saltholdighetsnivået i vannet når 25 ppm, skal dekkes med is, må temperaturen synke til minus 1,4 grader.

Det mest overraskende er at i sjøvann nedkjølt til minus én grad, smelter ikke snø. Han fortsetter bare å svømme i den til han blir til et isstykke. Men når han kommer ned i det avkjølte ferskvannet, skjuler han umiddelbart.

Prosessen med å fryse sjøvann har sine egne egenskaper. Til å begynne med begynner primære iskrystaller å dannes, som er utrolig lik tynne gjennomsiktige nåler. Det er ikke noe salt i dem. Den presses ut av krystallene og blir liggende i vannet. Hvis vi samler slike nåler og smelter dem i et slags fat, så får vi ferskvann.

Grøt av isnåler, utad lik en stor fettete flekk, flyter på overflaten av havet. Derav det opprinnelige navnet - salo. Med en ytterligere nedgang i temperaturen fryser fettet, og danner en jevn og gjennomsiktig isskorpe, som kalles nilas. I motsetning til smult inneholder nilas salt. Hun dukker opp i den i ferd med å fryse fett og fange med nåler, dråper sjøvann. Det er en ganske kaotisk prosess. Det er derfor salt i havisen er ujevnt fordelt, som regel, i form av individuelle inneslutninger.

Forskere har funnet ut at mengden salt i havisen avhenger av temperaturen i luften rundt, som fant sted på tidspunktet for dannelsen. Med en lett frost er dannelseshastigheten for nilas lav, nålene fanger lite sjøvann, derfor er saltholdigheten i isen lav. I kaldt vær er situasjonen stikk motsatt.

Når havis smelter, er saltet det første som kommer ut av den. Som et resultat blir det gradvis sløvt.

Unge naturforskere er alltid hjemsøkt av tilsynelatende enkle spørsmål. Ved hvilken temperatur fryser sjøvann vanligvis? Alle vet at null grader ikke er nok til å gjøre havoverflaten om til en god skøytebane. Men ved hvilken temperatur skjer dette?

Hva er sjøvann laget av?

Hvordan er innholdet i havene forskjellig fra ferskvann? Forskjellen er ikke så stor, men likevel:

Mye mer salt.
Magnesium- og natriumsalter dominerer.
Tettheten avviker litt, innen noen få prosent.
Hydrogensulfid kan dannes på dypet.

Hovedkomponenten i sjøvann, uansett hvor forutsigbart det kan høres ut, er vann. Men i motsetning til vannet i elver og innsjøer, er det inneholder store mengder natrium- og magnesiumklorider.

Salinitet er estimert til 3,5 ppm, men for å være mer tydelig - til 3,5 tusendeler av en prosent av den totale sammensetningen.

Og selv dette, ikke den mest imponerende figuren, gir vann ikke bare med en spesifikk smak, men gjør det også udrikkelig. Det er ingen absolutte kontraindikasjoner, sjøvann er ikke en gift eller et giftig stoff, og ingenting vondt vil skje fra et par slurker. Det vil være mulig å snakke om konsekvensene hvis en person er i det minste hele dagen. Også sammensetningen av sjøvann inkluderer:

Fluor.
Brom.
Kalsium.
Kalium.
Klor.
sulfater.
Gull.

Sant nok, prosentvis er alle disse elementene mye mindre enn salter.

Hvorfor kan du ikke drikke sjøvann?

Vi har allerede kort berørt dette emnet, la oss se på det litt mer detaljert. Sammen med sjøvann kommer to ioner inn i kroppen - magnesium og natrium.

Natrium	Magnesium
Deltar i å opprettholde vann-saltbalansen, en av hovedionene sammen med kalium.	Hovedeffekten er på sentralnervesystemet.
Med en økning i antallet Na i blodet frigjøres væske fra cellene.	Utskilles veldig sakte fra kroppen.
Alle biologiske og biokjemiske prosesser er forstyrret.	Et overskudd i kroppen fører til diaré, som forverrer dehydrering.
Menneskelige nyrer er ikke i stand til å takle så mye salt i kroppen.	Kanskje utviklingen av nervøse lidelser, utilstrekkelig tilstand.

Det kan ikke sies at en person ikke trenger alle disse stoffene, men trenger alltid passe innenfor visse grenser. Etter å ha drukket noen liter slikt vann, vil du gå for langt utover deres grenser.

Men i dag kan det påtrengende behovet for bruk av sjøvann bare oppstå blant ofrene for skipsvrak.

Hva bestemmer saltholdigheten i sjøvann?

Ser litt høyere tall 3,5 ppm , kan du tro at dette er en konstant for ethvert havvann på planeten vår. Men alt er ikke så enkelt, saltholdighet avhenger av regionen. Det hendte at jo lenger nord regionen ligger, jo større er denne verdien.

Sørlandet, tvert imot, har ikke så salte hav og hav. Selvfølgelig har alle regler sine unntak. Saltnivåene i havet er vanligvis litt lavere enn i havet.

Hva er den geografiske inndelingen generelt? Det er ikke kjent, forskere tar det for gitt, det er alt. Kanskje svaret bør søkes i de tidligere periodene av utviklingen av planeten vår. Ikke på den tiden da livet ble født – mye tidligere.

Vi vet allerede at saltholdigheten til vannet avhenger av tilstedeværelsen av:

magnesiumklorid.
natriumklorid.
andre salter.

Kanskje, i noen deler av jordskorpen, var forekomstene av disse stoffene noe større enn i naboregionene. På den annen side var det ingen som avlyste sjøstrømmene, før eller siden måtte det generelle nivået jevne seg ut.

Så, mest sannsynlig, er en liten forskjell forbundet med de klimatiske egenskapene til planeten vår. Ikke den mest ubegrunnede meningen, hvis du husker frosten og vurderer nøyaktig hva vann med høyt saltinnhold fryser saktere.

Avsalting av sjøvann.

Angående avsalting har alle hørt i det minste litt, noen husker nå til og med filmen "Water World". Hvor realistisk er det å sette en slik bærbar destilleri i hvert hus og for alltid glemme problemet med drikkevann for menneskeheten? Fortsatt fiksjon, ikke virkelighet.

Alt handler om energien som brukes, for for effektiv drift trengs enorme kapasiteter, ikke mindre enn en atomreaktor. Et avsaltingsanlegg i Kasakhstan opererer etter dette prinsippet. Ideen ble også sendt inn på Krim, men kraften til Sevastopol-reaktoren var ikke nok for slike volumer.

For et halvt århundre siden, før mange atomkatastrofer, kunne man fortsatt anta at et fredelig atom ville komme inn i hvert hjem. Det var til og med et slagord. Men det er allerede klart at ingen bruk av kjernefysiske mikroreaktorer:

I husholdningsapparater.
Hos industribedrifter.
I bygging av biler og fly.
Og ja, innenfor bygrensene.

Ikke forventet i neste århundre. Vitenskapen kan ta et nytt sprang og overraske oss, men så langt er dette bare fantasiene og håpene til uforsiktige romantikere.

Ved hvilken temperatur kan sjøvann fryse?

Men hovedspørsmålet er ennå ikke besvart. Vi har allerede lært at salt bremser frysingen av vann, havet vil være dekket med en isskorpe ikke ved null, men ved minusgrader. Men hvor langt skal termometeravlesningene gå til minus slik at innbyggerne i kystområdene ikke hører den vanlige lyden av brenningene når de forlater hjemmene sine?

For å bestemme denne verdien er det en spesiell formel, kompleks og forståelig bare for spesialister. Det avhenger av hovedindikatoren - saltholdighetsnivå. Men siden vi har en gjennomsnittsverdi for denne indikatoren, kan vi også finne gjennomsnittlig frysepunkt? Sikkert.

Hvis du ikke trenger å beregne alt opp til en hundredel, for en bestemt region, husk temperaturen på -1,91 grader.

Det kan virke som forskjellen ikke er så stor, bare to grader. Men under sesongmessige temperatursvingninger kan dette spille en enorm rolle der termometeret faller minst 0. Det ville bare vært 2 grader kjøligere, innbyggerne i samme Afrika eller Sør-Amerika kunne se is nær kysten, men dessverre. Vi tror imidlertid ikke at de er veldig opprørt over et slikt tap.

Noen få ord om havene.

Og hva med havene, ferskvannsreserver, forurensningsnivåer? La oss prøve å finne ut:

Havene står fortsatt stille, ingenting har skjedd med dem. De siste tiårene har vannstanden økt. Kanskje er dette et syklisk fenomen, eller kanskje isbreene faktisk smelter.
Ferskvann er også mer enn nok, det er for tidlig å få panikk for dette. Hvis det skjer en ny global konflikt, denne gangen med bruk av atomvåpen, kan og vil vi, som i Mad Max, be om å spare fuktighet.
Det siste punktet er veldig glad i naturvernere. Og sponsing er ikke så vanskelig å få til, konkurrenter vil alltid betale for svart PR, spesielt når det gjelder oljeselskaper. Men det er de som forårsaker hovedskaden på vannet i hav og hav. Det er ikke alltid mulig å kontrollere oljeproduksjon og nødsituasjoner, og konsekvensene er katastrofale hver gang.

Men havene har én fordel fremfor menneskeheten. Den oppdateres kontinuerlig, og dens reelle selvrensende evner er svært vanskelige å vurdere. Mest sannsynlig vil han være i stand til å overleve menneskelig sivilisasjon og se dens tilbakegang i en fullstendig akseptabel tilstand. Vel, da vil vannet ha milliarder av år på seg til å rense seg for alle "gavene".

Det er til og med vanskelig å forestille seg hvem som trenger å vite ved hvilken temperatur sjøvann fryser. Et generelt pedagogisk faktum, men hvem det virkelig er nyttig i praksis er et spørsmål.

Videoeksperiment: iskaldt sjøvann

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.

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.