塩はアイスクリームメーカーでよく使用され、内部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、超冷水は甘くした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。 塩はどうやって水をとても冷たくしますか?
水物理学
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と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。 暖かい温度は速い動きを意味します。 動きが十分に速くなると、蒸気が発生します。 低温とは、凍結と呼ばれるプロセスで分子の動きを完全に停止す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。
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しますか? 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、水は氷に変わる前に華氏32度(摂氏0度)よりも冷たくなる可能性があります。 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可能性があります。
アイスクリームが作られるとき、クリームはキャニスターに入れられて、氷浴の中で回転します。 氷浴に塩が加えられていない場合、氷浴が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、低温ではより迅速に凍結する可能性があります。 アイスバスに塩を加えると(通常、アイスクリーム製造では岩塩)、溶けた氷の表面にある薄い水の層と接触します。 塩が溶けて水が塩辛くなる。 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結する可能性があります。
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、冬の道路を安全に保つために頻繁に使用されます。 雪と氷のイベントの間、トラックは道路に塩の薄い層を広げます。 これにより、雪や氷が凍るのではなく衝撃で溶け、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、凍結する前に冷水がどのようになるかには限界があります。 非常に極寒の気温では、塩を塗るよりも、道路に砂を塗って摩擦を増やす方が便利です。 塩化ナトリウム以外の種類の塩は、より低い温度で使用できます。 たとえば、塩化カルシウムや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。
砕氷の影響
砕いた氷を塩と一緒に使用すると、塩を溶かすことができる表面積が大きくなり、より速く溶けるようになります。 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、大きな立方体を少なくするよりも効果的です。
沸騰した塩水
塩は水の凝固点を下げますが、沸点を下げることはありません。 実際、塩水は非塩水よりも高温で沸騰します。 繰り返しますが、水に塩を加えても温度は下がりません。