又讲到那个物理实验了。于是去codelphi翻旧贴,那时的热火朝天真让人怀念。tiny、huo都曾以赶超我的星星为目标呢:)一年了,这个实验的原理我还是没记住,把大家的解答贴在这里,一同缅怀。顺便一问,对自己的答案有异议吗?
实验过程:首先用冰将试管里的水冷却。(冰放在烧杯里,是图上画的。)。然后,在冰里混入约三分之一的食盐。温度会继续下降,而水会结冰。
结 论:水结冰后,体积为原来的1.1倍。
大家的原理解释:
大鱼儿:
当冰开始转变成水时,食盐溶于水中,此时将夺走热能。冰的表面有一些已融化成水,食盐就溶解在那些水里,浓食盐水逐渐变淡,更多的冰变成了水,所以那些食盐又溶于更多水中了。上述反应皆具有吸热性,能量无法自外部补充进来,只好靠吸走周围冰的热量来补给,因此导致温度降低。
冰和食盐比例是三比一时,混合后可降温至零下二一度。冰和氯化钙的比例是四比一时,混合后可降温至零下五五度。干冰和乙醇混合甚至可降温至零下七○度。将盐撒在正在融化的雪上,冰的温度会下降,变成又硬又紧密的雪。
tinyfool:
1) 记不清食盐溶解于水是吸热还是放热了,但是食盐溶解于水即使是吸热反应,也不足以让水结冰
反正的实际机理应该是这样的
烧杯里面有冰,然后放入食盐,试验的放入会让冰点降低,所以会有大量的冰融化成水,冰融化成水是一个非常吸热地反应,如果不考虑冰点变化的影响和室温的影响,我们可以近似的认为,烧杯里面有多少冰变成水,试管里面就有多少水变成冰(实际损耗很多)
因为冰点降低,所以,烧杯里面只要有冰和水,那么冰水混合物的问题肯定低于0度,这说明在试管里面完全冻冰之前,热量传输一只会进行下去
2) 让食盐放入装有冰的烧杯内,食盐会另水的冰点下降,造成冰的融化。冰的融化需要吸收热量,而试管里面是常温的水,温度远远高于烧杯的温度。这样热量就会源源不断的从试管传向烧杯。热量的传输只有当烧杯和试管的温度一致才会停止,这样只要烧杯有足够的冰存在,那么试管里面的水都会变成冰的。
3) 食盐水比一般水的冰点低,这是物理常识
比如海水不容易结冰,比如冬天为了防止路面结冰撒盐。
这个的具体机理和化学无关,基本上是分子运动论的范畴,具体的机理可能是水分子中混入钠离子,氯离子以后,改变了分子热运动的强度。
piip:
1) tinyfool说的基本正确
水溶液的冰点比纯水低,溶液浓度增加引起冰点下降,这些属于《物理化学》中化学热力学的内容,都想不起来了。可以查查。
2) 食盐不能使水的冰点降低,但是氯化钠水溶液的冰点确实比纯水的冰点要低。
3) 氯化钠溶解在水里,会吸热,也会放热地
关于蒸汽压
tinyfool:
蒸汽压应该是和沸点有关吧?
跟这个关系不大吧?(学蒸汽压的时候,我就已经开始彻底不听讲了 )
piip:
1) 《物理化学》是一门课程
真要回去翻课本了,呵呵
所谓饱和蒸汽压是指一种物质的蒸汽与该物质的液体表面或固体表面处于平衡时的蒸汽压。在饱和状态,既没有分子从液体或固体中转变成蒸汽,也没有分子从蒸汽转变成液体或固体。
2) 冰水浴的最新解释
冰的温度下降,是因为部分冰溶解,需要吸热,如果不加盐,水将不能继续降温,因为水要结冰要放热,这样冰融化和水结冰就会是一个平衡的过程,没有温度降低的现象.盐水的凝固点低,所以能和冰一起继续降温.经过一段时间(视情况而定),冰盐浴的温度已经降到0度以下,所以试管里的水结冰了.你知道水在0-4度的时候是反常膨胀的,我们说的密度好象是4度时候的吧(记不清楚了),v=m/p,那样0度时候的水密度比4度时候的大,可以根据阿基米德定律算一下,水成冰的体积膨胀程度
commondo:
蒸气压比较容易抽象,处于剧烈运动的物质(这里是空气),会有极大的能量。蒸气弹射器就是很好的例子,比液压的更具有力量。