「氷水に塩を入れると温度が下がる」ことをご存知ですか?
シャーベットを作る方にとっては常識かもしれませんが、
なんと、普通の水が0℃以下になるんです。
水は0℃で氷になるから、
0℃以下にはならないんじゃないの?
と、思うよね!
でも、本当に0℃以下になるよ!
やってみよう!
さて、どこまで温度が下がるのでしょうか?
実験していきます!
氷に塩を入れて温度を下げる実験
用意するもの
温度計はAmazonで買ったけど、
料理にも使えるから便利だったよ!
油の温度管理がラクになりました!
実験方法
実験方法は超簡単。
ざっくり言うと、水と氷と塩をボウルに入れて温度を測るだけ!
実験開始。水温は16.5℃。
まずは、ボウルに水を入れます。
水温は16.5℃でした。
あえて水の量は適当です。
どうせ氷が溶けて、水の量が増えちゃうからね
氷を入れると0℃。
氷をいれたら、0℃まで下がりました。
いわゆる氷水の状態です。
ここまではイメージ通りだよ〜
問題はここから!
塩を入れると温度が下がっていく
氷水に塩を入れて、食塩水にしていきます。
予想通り、どんどん温度が下がっていき、ー1.9℃になりました。
水の状態で氷点下に突入だ!
塩を追加するとー7.7℃まで下がった
温度は氷点下に突入したものの、だんだん温度が下がらなくなってきました。
でも、もっと温度を下げたいので、塩と氷を追加で投入していくと・・・
なんと、ー7.7℃まで下がりました!!
水温がー7.7℃まで下がりましたが、
液体の状態を維持していて、凍っていません。
ただの食塩水です。
すごい!不思議!
これでシャーベットが作れそうだね!
水温が下がったことで、ボウルの外側には霜が発生していました。
無事に実験成功!
これ以上塩を使うと怒られそうだから終了!
氷水に塩を入れたら、水のまま温度がー7.7℃まで下がった
考察 〜凝固点降下とは〜
氷水に塩を入れたら、なぜ温度が0℃以下に下がったのか?
その答えは「凝固点降下」です。
「凝固点降下」とは、溶液の凝固点が、純粋な溶媒の凝固点に比べて低くなる現象
例)食塩水の凝固点は純水より低い
言葉にすると難しいですが、
食塩水で「凝固点降下」を確かめたのが、まさに今回の実験です。
原理としては、塩が水の動きを邪魔するので、凍りにくくなった
というイメージで捉えておけば良いでしょう。
ちなみに、飽和食塩水(25%)であれば、理論上はー22℃まで凍りません。
冬の雪道に使われる凍結防止剤(塩化カルシウム)は
凝固点降下を利用したものだね!
凝固点降下は高校化学で学べるよ。
似たような現象で「沸点上昇」もあるね!
さて今回の実験では、水の温度が下がるという現象だけに注目しましたが、
食塩水の濃度を変えて実験してみるのも面白そうですね!
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