Al 5-lea experiment RAM de înghețare și topire a apei
Congelarea și topirea apei și a gheții Unele dintre repercusiunile sale. Articol din februarie 2006, recuperat în februarie 2012. Francisco Martín León și Miguel Martín del Río. Colaborator. David Pascual Mielgo, Pasku
Francisco Martin Leon
Congelarea și topirea apei și a gheții
Unele dintre repercusiunile sale
Articolul din februarie 2006, recuperat în februarie 2012
Francisco Martin Leon
Miguel Martin del Rio
Colaborator. David Pascual Mielgo, Pasku
Scop. Analizați variația punctului de îngheț și topire a apei și a gheții
Dificultate. Coboară
Materiale. Cuburi de gheață din frigider, piele fină sau sfoară, pahar cu apă, apă rece, cârpă de bucătărie și sare
Durată. 5 minute.
Pericol. Nul Dacă sunteți minor, faceți-o cu un adult.
Acest experiment este împărțit în două părți.
I. Ia două cuburi de gheață și un prosop de bucătărie. Alăturați cuburile de gheață tocmai scoase din frigider și puneți-le în contact unul cu celălalt pe suprafața lor plană. Apăsați-vă mâinile pe ele, protejându-vă cu prosopul de bucătărie timp de aproximativ un minut.
Ce s-a întâmplat cu cuburile de gheață când ați terminat experimentul? De ce?
II. Aveți un pahar cu apă rece de la robinet și un șnur subțire sau șnur. Scufundați bucata de mijloc a firului în apă și scoateți-o. Puneți un cub de gheață pe apa din pahar: gheața va pluti. Puneți bucata umedă de coardă pe gheață, astfel încât capetele coardei să iasă din pahar. O parte din coardă sau frânghie ar trebui să se sprijine pe gheață. Se toarnă sare fină peste porțiunea șirului care se sprijină pe gheață. Lasă să treacă un minut sau mai multe. După acest timp, luați capetele firului și ridicați-l.
Ce s-a întâmplat și de ce?
Eu fac parte din experiment
Temperatura de îngheț este o funcție a presiunii la schimbările de fază cu un singur component
Termodinamica schimbării stării de la gheață la apă ne spune că punctul de topire scade când crește presiunea. În condiții normale, gheața se topește și îngheață la 0 ° C, dar acest lucru nu se întâmplă când crește presiunea exercitată asupra ei. Scăderea punctului de îngheț sau topire cu presiunea exercitată pe gheață este foarte importantă în anumite evenimente terestre și planete reci cu apă-gheață.
Când apăsăm cele două cuburi de gheață la o temperatură constantă, acestea se topesc pe măsură ce creștem presiunea cu mâinile pe suprafața de contact. În acele momente, între suprafețele de contact se formează un capac mic de apă care nu îngheață atunci când punctul de îngheț cade.
Eliberând cuburile de gheață din presiunea exercitată de mâinile noastre, revenim la condiții normale și inițiale: presiunea scade, stratul de apă înghețând din nou, dar de data aceasta la o temperatură de 0 ° C, așa cum a fost inițial. Când apăsați gheața, aceasta se topește și când opriți apăsarea apei, aceasta îngheață din nou, unind ambele cuburi de gheață, datorită cantității mici de apă sub-topită care a fost generată.
O mică teorie. Ecuația lui Clapeyron
Punctul de îngheț scade odată cu presiunea într-un sistem de echilibru apă-gheață. Acest fapt afectează multe activități și sisteme umane, trecând uneori neobservate în fața ochilor noștri:
Efectul presiunii și temperaturii
Ecuația Clapeyron permite calcularea pantei liniei de echilibru între două faze într-un sistem cu o singură componentă. Această ecuație este unul dintre fundamentele termodinamicii și guvernează tranzițiile de fază ale unei substanțe:
In care este presiunea, T este temperatura la care are loc tranziția, ∆H este modificarea conținutului de căldură și ∆V este modificarea volumului care a avut loc în timpul tranziției sau schimbării fazei.
Această ecuație corelează variațiile de presiune și temperatura de topire-solidificare cu căldurile implicate în schimbarea fazei. Valoarea și semnul celui de-al doilea membru ne arată cum variază temperatura schimbării de fază atunci când modificăm presiunea în transformarea respectivă.