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物理

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3.2测量盐水的凝固点  

2016-10-03 10:36:13|  分类: 一节一实验 |  标签: |举报 |字号 订阅

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3.2测量盐水的凝固点  




近几年春节前后,我国南方很多地区都会遭遇罕见的雪灾,公路、铁路因路面结冰而无法使车辆正常通行。许多城市采用在路面上撒大量的盐,使冰很快熔化来保证车辆和行人的出行安全。冰面撒盐能降低熔点吗?

实验目的:

1.测量盐水的凝固点。

2.从估测温度计的过程中,认识用温度计测量的必要性。

实验原理:

因为同种晶体的熔点和凝固点相同,要探究加了盐的冰熔点是否降低,只要探究盐水的凝固点是否比水低就可以了,这样就可以用家里的冰柜使盐水冷却凝固。

实验器材:

实验室常用的温度计、硬纸板、橡皮筋、烧杯、水、铁架台、盐、温度计、停表、带玻璃盖的冰柜。

实验步骤:

1.取两只相同的烧杯,分别在烧杯中放置体积相同的水和盐水,在室温下放置足够长时间,使它们的温度相同。

2.找两个比烧杯口稍大的硬纸板,在硬纸板中央开孔。将缠绕橡皮筋的温度计插入硬纸板的孔中,然后将它们一起分别盖在盛放水和盐水烧杯中。调节橡皮筋的位置,使温度计的玻璃泡与待测液体充分接触。

3.把两只烧杯同时放进冰柜,同时启动停表开始计时。

4.透过冰柜的玻璃盖观察两只烧杯中水和盐水的状态变化情况和两杯液体中温度计的示数,将数据填入下表中。


时间t/min

0

1

2

3

4

5

6

水的温度t/℃

2

1

0

0

0

0

0

水的状态

液态

液态

液态

冰出现

冰增多

冰增多

冰更多

盐水的温度t/℃

2

1

0

-1

-3

-5

-5

盐水的状态

液态

液态

液态

液态

液态

液态

冰出现


5.分析表中数据可知,水的凝固点是       ,盐水的凝固点是       。(0℃;-5℃)

得出的结论:盐水的凝固点比水低。

6.继续实验:将盛有水的试管,放进冷冻过的盐水里,会发生什么现象?(试管中的水会凝固)

交流与评估:生活中能发现这样的事:北方寒冷的冬天,天寒地冻,小河里的水都结冰很厚,但观察家里腌咸菜的缸水却没有结冰的迹象,这就是因为腌咸菜的缸水要放大量的盐,凝固点降低,可能要到零下20摄氏度才结冰。

延伸阅读:晶体的熔点与它是否纯净、含杂质的种类与多少有关,一般情况下,晶体若含有其他杂质,熔点将降低。水中加盐,就是水中含有杂质,所以熔点降低。两种金属混合成的合金,其熔点会比原来的两种金属的熔点都要低些。

从化学来分析,盐的成分是氯化钠,雪的成分是水。氯化钠是极溶于水的化学物质。氯化钠溶于水后生成氯化钠水溶液,其中含有钠离子和氯离子。水要结冰时,有氯离子和钠离子存在时,氯离子和钠离子会破坏水的结晶网状结构,使水不容易结冰。

虽然撒盐容易化雪,便于人们通行,但这么做有两个弊端,一是盐使冰的凝固点降低有限,太冷的天气一样不行。二是盐分对道路有腐蚀作用,长期使用破坏路面。所以现在很多城市都用专门的融冰除雪剂了,融冰除雪剂和盐降低水的凝固点的作用类似,但具体实现过程还是有区别的。主要是通过融冰除雪剂的吸水性和熔化时大量放热,使雪中的结构晶格错位,导致冰雪融化。冰雪融化后吸热,使周围的温度下降,这时溶液的蒸汽压小于冰雪的蒸汽压,为了达到新的平衡,促使冰雪不断熔化,形成溶液,从而降低了水的凝固点,在低温条件下,上述复杂运动的平衡过程周而复始地进行,这就是融冰除雪剂能融冰化雪的原理。

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