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水に塩を入れると冷たくなるのはなぜですか?

塩は、アイスクリーム メーカーでよく使用され、内側の容器の周囲の水を十分に冷やしてクリームを凍らせます。実際、30分ほどで超冷水が加糖クリームを凍らせてアイスクリームに変えることができます。塩はどうして水をこんなに冷たくするの?

水の物理学

この現象をよりよく理解するには、温度と水の物理的状態の関係を理解する必要があります。水分子の動きは、水の温度に依存します。暖かい気温は速い動きを意味します。動きが十分に速くなると、蒸気が生成されます。低温は、分子の動きを完全に停止させるのに十分な温度に達するまで、動きが少ないことを意味します。このプロセスは凍結と呼ばれます。

凝固点

では、塩 (塩化ナトリウム) はどのようにして水を冷たくするのでしょうか?本質的に、そうではありません。塩は水の凝固点を下げる働きをするので、水は氷になる前に華氏 32 度 (摂氏 0 度) よりも冷たくなります。実際、塩分を含む水は華氏マイナス 6 度近くの温度に達することがあります。

アイスクリームを作るとき、クリームをキャニスターに入れ、アイスバス内で回転させます。氷浴に塩を加えない場合、到達できる最低温度は華氏 32 度です。クリームはこの温度で凍結する可能性がありますが、温度が低いほど急速に凍結する可能性があります。氷浴に塩(通常、アイスクリーム製造では岩塩)を加えると、溶けた氷の表面にある薄い水の層と接触します。塩が溶けて水がしょっぱくなる。この塩水は凝固点が低いため、アイスバスの温度がさらに低くなり、アイスクリームがより早く凍ります。

氷を溶かすための塩の使用

水の凝固点を下げる塩の原理は、冬に道路を安全に保つために頻繁に使用されます。雪や氷のイベントの間、トラックは道路に薄い塩の層を広げます。これにより、衝撃で雪や氷が凍結するのではなく溶け、道路が凍って危険になるのではなく濡れてしまいます。ただし、水が凍る前の冷たさには限界があります。極寒の地では、道路に砂を敷いて摩擦を増やすほうが、塩を敷くよりも効果的です。塩化ナトリウム以外の種類の塩は、低温で使用できます。たとえば、塩化カルシウムと塩化マグネシウムは、低温で氷を溶かすことができます。ただし、これらの化合物の一部は環境に有害である可能性があり、たまにしか使用されません.

氷を砕く効果

砕いた氷を塩と一緒に使うと、塩が溶ける表面積が大きくなり、溶けやすくなります。たとえば、アイスクリーム メーカーで砕いた氷を多く使用すると、大きなキューブを少なく使用するよりも効果的です。

沸騰塩水

塩は水の凝固点を下げますが、沸点は下げません。実際、塩水は無塩水よりも高い温度で沸騰します。繰り返しますが、水に塩を加えても温度は下がりません.


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