polenova: (Default)
[personal profile] polenova
Сын за завтраком. Задумчиво смотрит вдаль.
- Мам, а почему, когда лед посыпают солью, он тает?
Мама испытывает прилив гордости - и сын любознательный, и ответ мама знает:
- Так там реакция химическая происходит!
- Какая,
- Как - какая? Экзотермическая. С выделением тепла.
Сын отвлекается от созерцания далей и уставляется на маму.
- Ма, я знаю, что такое экзотермическая реакция. Я спрашиваю - какая? Какое новое вещество образуется?
- Ну ... это... ну, раствор образуется...
Сын ( с бо-ольшим сомнением в голосе):
- А у раствора химическая формула другая? Это, что, новая молекула?
- Ннет... молекулы старые... Они смешиваются.
- Значит нет химической реакции. А тепло почему выделяется?
Вот ведь изверг! Я институт в 1984 году закончила. Тогда я, наверно, знала, откуда тепло. А теперь... Вот пристал, любознательный такой гад! Эврика!
- У раствора другая температура фазового перехода! Выше!
- ты уверена?
- Ну или ниже, ну в общем, другая! Там где вода лед соприкасается с солью, образуется раствор, у него другая температура фазового перехода.
- Ты уверена? (сомнение крепчает). А откуда берется раствор, если соприкасаются две твердые поверхности - лед и соль? И почему температура фазового перехода другая у раствора?
Нет, это не юноша, это великий инквизитор какой-то! Почему-почему... Вот пригорит сейчас все!
- Каша пригорает!
- Мам, каша в микровейве, на плите все выключено. А почему...
Входит муж. Принюхивается к каше. Смотрит вдаль. А муж-то у нас физик!
- Петь, почему когда лед посыпают солью, он тает?
- Ну это очень просто! Потому что тепло выделяется.
Мы с Дэвидом хором:
- А почему???
Петя обстоятелен:
- Вода - это вещество с очень необычными свойствами. Вот какая у воды...
Мы ( хором):
- Температура фазового перехода?
Петя:
- Ну например.
Мы:
- Ноль? А у раствора другая?
Петя ( с сомнением в голосе)
- У раствора другие электромагнитные взаимодействия между молекулами...
Сын:
- Как это по-английски?
Я:
- А по-понятнее нельзя?
Петя:
- Вода - это вещество с очень необычными свойствами. А кашу здесь давать будут?

Итак
ПОЧЕМУ, КОГДА ЛЕД ПОСЫПАЮТ СОЛЬЮ  - ОН ТАЕТ? И объясните так, чтбы поняли недоучившиеся химики...

PS. Когда спирт водой разводят, тоже тепло выделяется. Сын удивился этому факту, но я сослалась на личный практический опыт. В опыт Дэвид поверил, но факт остался необъясненным.

Date: 2014-01-08 07:45 am (UTC)
From: [identity profile] b0p0h0k.livejournal.com
Принцип ЛеШателье почитайте.

Date: 2014-01-08 07:48 am (UTC)
From: [identity profile] polenova.livejournal.com
Я просила попонятнее. В Гугл я и сама могу.

(no subject)

From: [identity profile] b0p0h0k.livejournal.com - Date: 2014-01-08 07:56 am (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] freedom_of_sea.livejournal.com - Date: 2014-01-08 08:22 am (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] b0p0h0k.livejournal.com - Date: 2014-01-08 09:11 am (UTC) - Expand

Date: 2014-01-08 07:53 am (UTC)
From: [identity profile] katyat.livejournal.com
А Вы ему расскажите, как раньше мороженное делали на смеси соли и льда. Или просто лед с солью и термометр суньте. (моим показывалa - впечатлило, надо младшей повторить)

Date: 2014-01-08 07:54 am (UTC)
From: [identity profile] kuzya-64.livejournal.com
Прелесть какая. Пойду ЛеШателье нарою. Боюсь, мне не поможет :((

Date: 2014-01-08 08:04 am (UTC)
From: [identity profile] zinaida-s.livejournal.com
Ну просто растворы замерзают при более низкой температуре, чем чистая вода. Криоскопия на этом основана, например. Реакции экзотермической там конечно нет.

Date: 2014-01-08 08:05 am (UTC)
From: [identity profile] taki-net.livejournal.com
+++ Реакции экзотермической там конечно нет.

Ровно наоборот, недаром эта штука называется ХОЛОДИЛЬНОЙ смесью.

Date: 2014-01-08 08:04 am (UTC)
From: [identity profile] taki-net.livejournal.com
При соединении спирта и воды выделяется тепло, потому что да, формула воды там меняется. Формула воды, на самом деле, (H20)n, где n - число порядка 10 (молекулы воды образуют "уголок" <, и в жидкой воде сцепляются по несколько штук <<<<<<. При попадании спирта эти штуки перестраиваются, и часть энергии связей выделяется (кстати, то, что на испарение или таяние требуется энергия - связано тоже с этим).

При таянии льда энергия не выделяется, а поглощается - и при добавлении соли снег не согревается, а ОСТЫВАЕТ (до -18С). Такая у смеси снега и льда температура фазового перехода. Почему она другая - ну, потому, что это другое вещество. Химия растворов - это отдельная наука, предваряя вопрос - какая у него формула - в химии растворов не пользуются обычными формулами, так как они не передают более слабых, чем химические, межмолекулярных связей (тех, что у воды в цепочке выше). Обычная формула - это способ кодировать сильные связи внутри молекулы. В норме, межмолекулярные связи настолько слабее химических, что не искажают химических свойств. Это не так в двух случаях - у кристаллов (и кристаллография тоже отдельная от химии наука) и у жидкой воды (и водных растворов). В кристаллах связи даже сильнее межмолекулярных, так что, как правило, кристалл приходится трактовать как одну молекулу, а в воде - слабее, но достаточны, чтобы влиять на химию.

Date: 2014-01-08 08:12 am (UTC)
From: [identity profile] polenova.livejournal.com
По-моему, лед - кристалл?
Позор мне, я все забыла... Начисто. А Дэвид не изучал еще, наверно. У него химия первый год. Объясню.

Нам от его любознательности всем достается. Моему папе когда-то пришлось на его корявом английском объяснять принцип неопределенности Гейзенберга, а Дэвид был классе в 6-м. Он где-то в интернете вычитал, что свет - это частица и волна и озадачился.

Date: 2014-01-08 09:22 am (UTC)
From: [identity profile] b0p0h0k.livejournal.com
>> Такая у смеси снега и льда температура фазового перехода. Почему она другая - ну, потому, что это другое вещество.

Смесь - не вещество по определению, так что неловко говорить о её специфической температуре фазового перехода. Нет?

А вообще, конечно, аномалии воды - тема бесконечная.

(no subject)

From: [identity profile] katyat.livejournal.com - Date: 2014-01-08 12:24 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] polenova.livejournal.com - Date: 2014-01-08 12:30 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] katyat.livejournal.com - Date: 2014-01-08 12:39 pm (UTC) - Expand

Date: 2014-01-09 05:48 pm (UTC)
From: [identity profile] affidavid.livejournal.com
Это какой-то ужас, надеюсь вы не химию учите. Кстати, если спирт добавить ко льду, то получится тот же самый эффект, что и с солью - смесь охладится ниже ноля.

(no subject)

From: [identity profile] taki-net.livejournal.com - Date: 2014-01-09 05:56 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] affidavid.livejournal.com - Date: 2014-01-09 06:03 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] taki-net.livejournal.com - Date: 2014-01-09 06:08 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] affidavid.livejournal.com - Date: 2014-01-09 06:17 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] taki-net.livejournal.com - Date: 2014-01-09 06:34 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] affidavid.livejournal.com - Date: 2014-01-09 06:44 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] taki-net.livejournal.com - Date: 2014-01-09 07:47 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] polenova.livejournal.com - Date: 2014-01-09 07:51 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] affidavid.livejournal.com - Date: 2014-01-09 07:58 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] polenova.livejournal.com - Date: 2014-01-09 08:29 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] affidavid.livejournal.com - Date: 2014-01-09 08:43 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] affidavid.livejournal.com - Date: 2014-01-09 07:54 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] taki-net.livejournal.com - Date: 2014-01-09 08:00 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] affidavid.livejournal.com - Date: 2014-01-09 08:07 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] taki-net.livejournal.com - Date: 2014-01-09 08:29 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] affidavid.livejournal.com - Date: 2014-01-09 08:47 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] roman-kr.livejournal.com - Date: 2014-01-13 07:46 am (UTC) - Expand

Date: 2014-01-08 08:08 am (UTC)
From: [identity profile] cynical-sceptic.livejournal.com
Все дело в физике растворов. Раствор - это когда молекулы одного веществе находятся между молекулами другого вещества и пребывают в термодинамическом равновесии.

Лед посыпаю солью, потому что у подсоленной воды действительно точка плавления на пару градусов ниже нуля. Это происходит, грубо говоря, потому, что требуется дополнительная энергия, чтобы отделить молекулы воды от ионов соли для того, чтобы кристаллизовать воду (в кристалле льда не может быть ионов соли). Вода превращается в лед -> в смеси становится меньше воды -> концентрация соли увеличивается -> точка равновесия сдвигается -> требуется дополительная энергия.

Спирт, растворенный в воде, поднимает температуру воды. В начале, в момент, когда капля спирта попадает в воду, у нас есть две среды, которые могут смешаться между собой, но не смешиваются. Это энергетически (и энтропически) невыгодное положение. Когда молекулы спирта проникают в воду, и капля растворяется, мы получаем систему с меньшей энергией и большей энтропией. Энергетическая "выручка" получается через тепло.

Кстати, если вы возьмете воду комнатной температуры и растворите в ней большое количество соли, вы увидите, что температура раствора сильно упадет. Это происходит по другой (но похожей) причине. Для того, чтобы растворить соль, молекулам воды нужно ломаь кристаллическую решетку соли. Для этого требуется энергия. Энергия раходуется -> молекулы двигаются медленнее -> раствор остывает.

Date: 2014-01-08 08:39 am (UTC)
From: [identity profile] polenova.livejournal.com
Вот! Это я перессказать смогу.
From: [identity profile] freedom_of_sea.livejournal.com
раствор остывает.

Ответ видимо в том что кристаллическая решетка льда разрушается, так как поляризованная связь молекул воды и соли сильнее чем связь вода-вода

Date: 2014-01-08 09:28 am (UTC)
From: [identity profile] donkihot.livejournal.com
Ок, гугл нам в помощь - я тоже уже многое не помню :)

Все очень интересно.

Температура замерзания сильно соленой смеси много ниже нуля.
Поэтому в точках взаимодействия льда и соли образуется ЖИДКИЙ сильносолевой раствор.
На фазовые переход лед->вода иразрушение кристалла соли требуется очень много энергии поэтому смесь получается очень холодной (до -18 NaCl).
Если лед с солью смешать в термостате процесс останавливается когда все охладится до этой температуры - так называемое "ледосолевое охлождение".
В природе вокруг полно "теплых" вещей - окружающий лед, сама земля матушка и т.д.
В соответвии со вторым принципом термодинамики тепло передается из окружающего пространства сильно замерзшей ледо-водо-солевой смеси и с удовольствием тратится этой смесью на дальнейшее растопление льда.
Процесс продолжается пока весь лед не будет растоплен (если соли достаточно) и получившийся раствор войдет в тепловое равновесии с пространством (нагреется до температуры окружающей среды).

Вот такая физико-химия получается :)

Date: 2014-01-08 10:06 am (UTC)
From: [identity profile] p-k-zombie.livejournal.com
Для того чтобы такое происходило, нужно три условия:

1) Вещества не должны смешиваться в твердом состоянии
2) Они должны смешиваться в жидком виде
3) Температура должна быть выше некоторой (т.н. температуры эвтектики)

Так например если олово "посыпать" свинцом, оно расплавится (если температура выше 181 градуса Цельсия). А вот серебро сколько не посыпай золотом - ничего не будет, так как они дают твердый раствор во всех пропорциях. Или лед парафином натереть, тоже не поможет, они в жидком виде не смешиваются.

Один из способов объяснения: всем чистым веществам всегда очень "хочется" смешаться, и каждый раз когда это возможно, они это делают. Если единственная возможность смешаться - это расплавиться, то они готовы заплатить за это теплотой плавления (до определенных пределов, см температуру эвтектики).

Date: 2014-01-08 12:35 pm (UTC)
From: [identity profile] stzozo.livejournal.com
По-моему, все проще.
У соленой воды температура замерзания ниже, чем у пресной.

Date: 2014-01-08 01:39 pm (UTC)
From: [identity profile] aron-turgenev.livejournal.com
А что, Петя кашу сам взять не может? Барин какой! :)

Date: 2014-01-08 01:47 pm (UTC)
From: [identity profile] polenova.livejournal.com
Барин. Зато сын сам готовит и сам берет. Но если маму удается припахать, то очень доволен.

Date: 2014-01-08 05:13 pm (UTC)
From: [identity profile] alexsas2645.livejournal.com
В жизни немало ситуаций, напоминающих еврейские анекдоты. Простите, что не совсем по делу, но вспомнилась отцовская байка на близкую тему - жена-химик. Отец рассказывал неподражаемо, копируя местечковый акцент.

В большой коммунальной квартире на Сущёвском валу у моего отца была комната, куда он, молодой тогда ещё человек, водил немало женщин. Одна из его соседок, одинокая старуха по имени Двойра Натановна Горбман (представлялась как Дора Анатольевна), тётка жены Ворошилова Екатерины Давыдовны, не обращала на это особого внимания. Но одна девушка (моя будущая мать, аспирантка-химик) задержалась у отца надолго и Дора Анатольевна соизволила это заметить -
- Мирон, это шо, ваша жена?
- Да, мы недавно расписались.
- И шо она делает на жизнь?
- Она химик.
- Шо? ХемикЬ?? Ви сошли с ума! Она отравит весь дом!

Date: 2014-01-08 06:28 pm (UTC)
From: [identity profile] polenova.livejournal.com
Во-во! Это про меня.

(no subject)

From: [identity profile] alexsas2645.livejournal.com - Date: 2014-01-08 06:46 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] polenova.livejournal.com - Date: 2014-01-08 06:51 pm (UTC) - Expand

Date: 2014-01-08 07:21 pm (UTC)
From: [identity profile] fromtxwithlove.livejournal.com
Очень смеялась. Я помню, что папа мне объяснял. Помню про Ле Шателье. Объяснить, тем более просто, - не могу. Как выяснилось, не только я. Да здравствует наше образование.

Date: 2014-01-08 07:26 pm (UTC)
From: [identity profile] polenova.livejournal.com
Лучшее в мире, между прочим...

(no subject)

From: [identity profile] fromtxwithlove.livejournal.com - Date: 2014-01-08 07:27 pm (UTC) - Expand

Date: 2014-01-09 02:09 am (UTC)
From: (Anonymous)
Маленький мальчик спрашивает папу: "А почему когда я яблоко только откусил, оно светло-зелёное, а через некотрое время становится коричневым?" "Дело вот в чём, - отвечает папа. - В яблоках содержится много железа, а в соединениях железо бывает двухвалентным и трёхвалентным. Когда яблоко не повреждено, всё железо в нём двухвалентное, а его соединения имеют светло-зелёную окраску. Когда же ты яблоко надкусил, кислород из воздуха постепенно проникает в яблоко и окисляет железо. Оно становится трёхвалентным, а соединения трёхвалентного железа имеют коричнево-бурую окраску. Ты всё понял?" "Да, -отвечает сын и после некотрой паузы добавляет: - Пап, а ты сейчас с кем разговаривал?"
У нас фраза "а это ты с кем сейчас разговаривал?" используется часто. :)

Date: 2014-01-09 02:42 am (UTC)
From: [identity profile] uhu-uhu.livejournal.com
Я доучившийся химик, но сходу объяснить это явление уже тоже не могу.:)
А стоит моему ребёнку ответить:"Я не знаю!" Сразу же:"НУ ты же мама! Ты должна всё знать!"

Date: 2014-01-09 02:49 am (UTC)
From: [identity profile] polenova.livejournal.com
Мой ничего не говорит, но смотрит с жалостью. Между прочим, этому почемучке 20 лет. Вполне взрослый, мог бы в Гугл, так нет, измывается над пожилой матерью! И я знаю, что все его "почему" с подвохом, и он наверняка вопрос изучил, просто что-то не понял. Знаю, и все равно покупаюсь на невинный вид. Взмахивает ресницами "Ма, а почему.."

(no subject)

From: [identity profile] uhu-uhu.livejournal.com - Date: 2014-01-09 03:34 am (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] polenova.livejournal.com - Date: 2014-01-09 02:53 pm (UTC) - Expand

Date: 2014-01-09 03:00 am (UTC)
From: [identity profile] uhu-uhu.livejournal.com
Прочла все комменты. Вроде я не совсем тупая. Но объяснить без самостоятельного гугления, например, 7-летнему ребёнку, всё равно не смогла бы.
Edited Date: 2014-01-09 03:02 am (UTC)

Date: 2014-01-09 03:04 am (UTC)
From: [identity profile] polenova.livejournal.com
моему не 7, а 20. Но от этого не легче.

Date: 2014-01-13 07:44 am (UTC)
From: [identity profile] roman-kr.livejournal.com
на горных лыжах надо чаще кататься - все проблемы с плавлением льда были бы понятны...

Date: 2014-01-13 07:51 am (UTC)
From: [identity profile] roman-kr.livejournal.com
это действительно похоже на чудо, но идея такая -
если какой процесс термнодинамически выгоден, есть откуда взять энергию и есть микроскопический механизм, то он идет.

Date: 2014-01-18 06:47 pm (UTC)
From: (Anonymous)
Меня вот еще что заинтересовало в связи обсуждаемым Вами вопросе. Плавление льда - процесс физический насколько я понимаю, так как происходит смена агрегатного состояния без изменения свойств вещества. Для плавления льда (или снега) необходимо затратить определенную энергию. При помещении льда в среду, не важно газообразную или жидкую но с температурой выше 0С, эта энергия берется из окружающей среды за счет теплообмена. В газообразной среде медленнее, в жидкой быстрее за счет лучшей теплопроводности сред. Это понятно.
Но почему если охладить, скажем, до - 5С спирт и поместить в него кусочек льда, он со временем рассплавиться ? Не сразу, но рассплавится. Я пробовал . Откуда в этом случае берется энергия для разрушения кристаллической решетки ? Или в этом случае происходят не только физические процессы ?
Заранее благодарю за ответ.

Date: 2014-01-18 07:01 pm (UTC)
From: [identity profile] Александр Кожушко (from livejournal.com)
Меня вот еще что заинтересовало в связи обсуждаемым вами вопросом. Плавление льда - процесс физический насколько я понимаю, так как происходит смена агрегатного состояния без изменения свойств вещества. Для плавления льда (или снега) необходимо затратить определенную энергию. При помещении льда в среду, не важно газообразную или жидкую но с температурой выше 0С, эта энергия берется из окружающей среды за счет теплообмена. В газообразной среде медленнее, в жидкой быстрее за счет лучшей теплопроводности сред. Это понятно.
Но почему если охладить, скажем, до - 5С спирт и поместить в него кусочек льда, он со временем расстает ? Не сразу, но расстает. Я пробовал . Откуда в этом случае берется энергия для разрушения кристаллической решетки ? Или в этом случае происходят не только физические процессы ?
Заранее благодарю за ответ.

October 2015

S M T W T F S
    123
456789 10
11121314151617
18192021222324
25262728293031

Most Popular Tags

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated Oct. 21st, 2017 03:12 am
Powered by Dreamwidth Studios