Kā jautru zinātnes projektu jūs varat pagatavot saldējumu plastmasas maisiņā. Vislabākais ir tas, ka jums nav nepieciešams saldējuma automāts vai pat saldētava. Šis ir jautrs un garšīgs pārtikas zinātnes projekts, kas pēta sasalšanas punkta pazemināšanās.
Materiāli
- 1/4 tase cukura
- 1/2 tase piena
- 1/2 tase putukrējuma (smagais krējums)
- 1/4 tējkarotes vaniļas vai vaniļas aromatizētāja (vanilīna)
- 1 (četratāds) rāvējslēdzēja augšpuses bagetis
- 1 (galonu) rāvējslēdzēja augšpuse
- 2 tases ledus
- Termometrs
- 1/2 līdz 3/4 tase nātrija hlorīda (NaCl) kā galda sāls vai akmens sāls
- Mērīšanas krūzes un karotes
- Krūzes un karotes jūsu ēšanas ārstēšanai
Procedūra
- Kvarca rāvējslēdzēja maisiņā pievienojiet 1/4 tase cukura, 1/2 tase piena, 1/2 tase putukrējuma un 1/4 tējkarotes vaniļas. Nostipriniet maisu droši.
- Ielieciet 2 glāzes ledus galonu plastmasas maisiņā.
- Izmantojiet termometru, lai izmērītu un reģistrētu ledus temperatūru galonu maisiņā.
- Pievienojiet 1/2 līdz 3/4 glāzes sāls (nātrija hlorīda) ledus maisiņam.
- Ievietojiet aizzīmogoto kvarca maisu ledus un sāls galonu maisa iekšpusē. Nostipriniet galonu maisu droši.
- Uzmanīgi šūpojiet galona maisu no vienas puses uz otru. Vislabāk to turēt aiz augšējā blīvējuma vai arī starp somu un rokām ir cimdi vai audums, jo soma būs pietiekami auksta, lai sabojātu ādu.
- Turpiniet maisa šūpošanu 10-15 minūtes vai līdz kvarca maisa saturs ir sacietējis saldējumā.
- Atveriet galonu maisiņu un izmantojiet termometru, lai izmērītu un reģistrētu ledus / sāls maisījuma temperatūru.
- Izņemiet kvarca maisiņu, atveriet to un pasniedziet saturu tasītēs ar karotēm.
Kā tas strādā
Ledus absorbē enerģiju, lai izkustu, mainot fāzi ūdens no cietas vielas līdz šķidrumam. Kad saldējuma sastāvdaļu atdzesēšanai izmantojat ledu, enerģija tiek absorbēta no sastāvdaļām un no ārējās vides (piemēram, jūsu rokām, ja jūs turat ledus muciņu.)
Kad pievienojat sāli, tas pazeminās sasalšanas temperatūra ledus, tāpēc, lai ledus izkustu, no apkārtējās vides jāabsorbē vēl vairāk enerģijas. Tas padara ledu aukstāku, nekā tas bija agrāk, tāpēc saldējums sasalst.
Ideālā gadījumā saldējumu pagatavotu, izmantojot "saldējuma sāli", kas ir tikai sāls, ko pārdod kā lielus kristālus, nevis mazus galda sāls kristālus. Lielākiem kristāliem nepieciešams vairāk laika, lai izšķīdinātu ūdenī ap ledu, kas ļauj saldējumu vienmērīgāk atdzesēt.
Citi sāls veidi
Nātrija hlorīda vietā varēja izmantot cita veida sāli, bet sāli nevarēja aizstāt ar cukuru jo (a) cukurs labi neizšķīst aukstā ūdenī un b) cukurs nešķīst vairākās daļiņās, kā jonu materiāls piemēram, sāls.
Savienojumi, kas sadaloties sadalās divos gabalos, piemēram, NaCl sadalās Na+ un Cl-, labāk pazemina sasalšanas temperatūru nekā vielas, kas nesadalās daļiņās, jo pievienotās daļiņas izjauc ūdens spēju veidot kristālisku ledu.
Jo vairāk daļiņu ir, jo lielāki traucējumi un lielāka ietekme uz daļiņām atkarīgajām īpašībām (kolagējošās īpašības), piemēram, sasalšanas punkta pazemināšanās, viršanas temperatūras paaugstināšanās, un osmotiskais spiediens.
Sāls liek ledus absorbēt vairāk enerģijas no apkārtējās vides (kļūst aukstāks), tāpēc, lai arī tas pazemina punktu, kurā ūdens atkal sasalst ledū, jūs nevarat pievienot sāli ļoti aukstam ledam un gaidāt, ka tas sasaldēs jūsu saldējumu vai atkausēs sniegotu ietve. (Ūdenim jābūt klāt.) Tāpēc NaCl netiek izmantots, lai atledotu ietves vietās, kur ir ļoti auksts.