Криосмеси» или «Охлаждающие смеси»

На основе полученных данных концентраций можно вывести наиболее дешёвые, экономичные, экологичные, удобные в использовании смеси.

Что же такое криосмеси? В научной литературе это слово почти не встречается. Используется словосочетание «охлаждающие смеси».

Как видно из названия это смеси, предназначенные для получения искусственного холода. Основной, наиболее известной смесью является NaCl+H2O, известная, как ледосоляное охлаждение.

Криосмеси есть двух типов (соль+вода и соль+кислота).

Антифризы (незамерзающие жидкости) тоже считаются охлаждающими смесями. Они применяются в системах охлаждения двигателей.

Для достижения довольно низких температур ~ -60-70 С используют сухой лёд (твёрдая углекислота).

В своей работе я рассматриваю только четыре смеси (соль+снег).

1) NH4NO3+H2O

2) (NH4)2SO4+H2O

3) NaCl+H2O(лёд)

4) CaCl2*6H2O+H2O (лёд)

Смеси типа соль+кислота опасны и дают слишком низкие для моих целей температуры. Поэтому я их не использую.

Видно, что наиболее эффективной смесью является смесь №4. Лучшей для неё концентрацией является 50%.

Отличается от остальных отсутствием значений при концентрациях 50-70 %, это связано с переходом реакции из эндотермической в экзотермическую при достижении концентрации соли в смеси выше 40%. Данный эффект объясняется природой реагирующих веществ и физическим состоянием смеси при её приготовлении (снег начинает активно таять, а при смешении обезвоженного хлорида кальция с водой реакция исключительно экзотермична) соответственно реакции поглощения и выделения тепла идут параллельно, с переходом в экзотермическую с повышением содержания соли.

Системы №1,2,3 идут почти параллельно оси Х. Но так кажется только на этом графике. Просто цена деления шкалы температур = 5(!)0С.

Для показательного примера можно взять Рис. 2, у него цена деления шкалы температур = 0,10С.

Рис. 2 Cистема NH4NO3+H2O(лёд)

На самом деле 0,50С не очень важны. Так что можно считать, что график идёт почти по прямой. Лучшей концентрацией я считаю 10% NH4NO3.

Открытия

Можно заметить то, что уже в 1550г. было первое упоминание об «охлаждающих смесях». В данном случае о процессе охлаждения воды с помощью калиевой селитры. Холодильная камера была изобретена в 1844г. Чарльзом Смитом Пиаззи.

Применение

Охлаждающие смеси, которые я готовил, можно использовать для разных целей. Например, с помощью NaCl+снег можно хорошо охладить сок, продукты. Конечно, если в холодильнике нет места. Эту смесь также можно использовать для сохранения продуктов, т. к. она экологичная и безвредная.

Для более полного охлаждения до -400С используется смесь CaCl2*6H2O+H2O. В своих экспериментах я достиг минимальной температуры при концентрации 50%. Она равна ~370С.

После проделанной работы я могу сделать вывод, что хотя CaCl2*6H20+H2O и хорошая смесь – она даёт довольно низкую температуру (~ -370С), я придерживаюсь мнения, что наиболее удобной, экологичной смесью является NaCl+снег 30%.

После проделанной работы я могу сделать вывод, что хотя CaCl2*6H20+H2O и хорошая смесь – она даёт довольно низкую температуру (~ -370С), я придерживаюсь мнения, что наиболее удобной, экологичной смесью является NaCl+снег.

Практический вывод из моей работы можно сделать такой.

С помощью этих смесей можно определять качественный состав того или иного продукта. Например масла, сметаны, молока, бензина. Это производится с помощью принципа сосуд-в-сосуде. В больший сосуд насыпается готовая криосмесь, в неё помещается более мелкий сосуд с нужным ингредиентом. После этого один датчик терморезистора помещается в смесь, другой в сосуд с продуктом. Проводится серия измерений. По графикам охлаждения различных составляющих продукта можно узнать количество того или иного вещества в испытуемой жидкости.