趣味实验一
一、人工制冰
先往烧杯内加入50~60g硝酸铵(NH4NO3),再注入80mL蒸馏水,用玻璃棒稍加搅动。迅速将盛有清水的圆柱形铅皮罐或铁皮罐置入杯内,杯口覆盖三层清洁的棉布。一刻钟后罐内的水已凝结成冰块。注意:硝酸铵溶液应回收使用。
这是溶解过程中的吸热现象。硝酸铵溶解在水里,由于扩散过程要吸收能量,会引起溶液的温度降低,致使罐内的水结成冰。通常把许多能降低温度的混合物称为制冷剂。温度降低的程度随溶解物质的种类不同以及数量的多少而异。例如,1份硝酸铵加1份水能产生-15℃的低温;5份硫氰化钾加4份水能产生-20℃的低温;4份氯化钙粉末加3份冰雪能产生-51℃的低温。
二、热盐
冬末,找一个用过的空塑料盒,盛上雪后,放在外面(不要拿进室内)。然后,往盒盖里的雪上边均匀地洒上精盐面。过一会儿,盒盖里的雪就融化了(室外气温在零度左右效果更好)。
这是由于盐和雪的混合物的冰点,远远低于纯水的冰点的缘故。纯水的冰点在通常情况下为零度,可是食盐饱和溶液的冰点将近-21℃。雪是水以固态存在的一种形式,当它和食盐混合以后,这种食盐溶液的冰点,就不是零度而大大低于零度了,所以雪就融化了。
利用这个原理,在盛夏冰镇食物的冰块上撒一些食盐,冰点就会降低到-21℃。在工业上,利用这个道理来做专业的冷冻剂。
三、食盐黏结剂
首先准备好线、食盐或氯化钙(作干燥剂)、水杯和冰块(冰块最好是四方形)。在杯子里装上冰块,然后将线的一端搭在冰块上。在搭着线的冰块上撒一些食盐(或氯化钙)。尽量把少量的食盐撒在搭线的冰块上。等10~20s后小心地提起线,会发现冰块随线被提上来了。
这是因为将食盐放在冰上时,冰在低于0℃的温度下也能被融化。所以,把食盐撒在冰块上时,结冰点就会更低,在0℃下结冰的冰块便开始融化。也就是说,撒有食盐的部分,冰被融化,变成小水窝,将线埋于其中。但是,随着冰块的融化,食盐的咸度逐渐下降,使水的结冰点重新被提高而结冰。于是线就被冻到冰块里面了。
这个原理经常被利用于日常生活中。冬天的大雪使路面结冰时,常被用来作除雪剂的正是食盐或氯化钙。因为氯化钙比食盐更有效,所以在一些国家主要使用氯化钙。而平均气温稍高的日本,用廉价的盐来除雪。
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