Вы можете сделать мороженое в полиэтиленовом пакете как веселый научный проект. Самое приятное то, что вам не нужно мороженое или даже морозильник. Это веселый и вкусный проект науки о еде, который исследует депрессия точки замерзания.
материалы
- 1/4 стакана сахара
- 1/2 стакана молока
- 1/2 чашки взбитых сливок (густые сливки)
- 1/4 чайной ложки ванильного или ванильного ароматизатора (ванилин)
- 1 (кварта) мешочек с молнией сверху
- 1 (галлон) мешочек на молнии
- 2 чашки льда
- Термометр
- 1/2 - 3/4 стакана хлорида натрия (NaCl) в виде поваренной соли или каменной соли
- Мерные чашки и ложки
- Чашки и ложки для еды
Процедура
- Добавьте 1/4 чашки сахара, 1/2 чашки молока, 1/2 чашки взбитых сливок и 1/4 чайной ложки ванили в пакет с молнией. Надежно запечатайте сумку.
- Положите 2 стакана льда в полиэтиленовый пакет.
- Используйте термометр, чтобы измерить и записать температуру льда в галлоновой сумке.
- Добавьте от 1/2 до 3/4 чашки соли (хлорид натрия) в мешок со льдом.
- Поместите запечатанный мешок кварта в галлоновый мешок со льдом и солью. Надежно запечатайте галлоновую сумку.
- Аккуратно качайте галлоновый мешок из стороны в сторону. Лучше держать его за верхнее уплотнение или иметь перчатки или ткань между сумкой и руками, потому что сумка будет достаточно холодной, чтобы повредить кожу.
- Продолжайте раскачивать пакет в течение 10-15 минут или до тех пор, пока содержимое пакетика не превратится в мороженое.
- Откройте галлоновый мешок и используйте термометр, чтобы измерить и записать температуру смеси льда и соли.
- Снимите квартовый пакет, откройте его, разложите по ложкам.
Как это работает
Лед должен поглощать энергию, чтобы таять, изменение фазы воды из твердого тела в жидкость. Когда вы используете лед для охлаждения ингредиентов для мороженого, энергия поглощается ингредиентами и внешней средой (например, вашими руками, если вы держите пакет со льдом).
Когда вы добавляете соль, она понижается точка замерзания льда, поэтому еще больше энергии должно быть поглощено из окружающей среды, чтобы лед растаял. Это делает лед холоднее, чем было раньше, именно так ваше мороженое замерзает.
В идеале вы должны делать свое мороженое, используя «соль для мороженого», которая представляет собой соль, которая продается в виде крупных кристаллов, а не мелких кристаллов в поваренной соли. Более крупные кристаллы занимают больше времени, чтобы раствориться в воде вокруг льда, что обеспечивает более равномерное охлаждение мороженого.
Другие виды соли
Вы можете использовать другие виды соли вместо хлорида натрия, но вы не можете заменить соль солью. потому что (а) сахар плохо растворяется в холодной воде и (б) сахар не растворяется в несколько частиц, как ионный материал такой как соль.
Соединения, которые распадаются на две части при растворении, как NaCl распадается на Na+ и Cl-лучше понижают температуру замерзания, чем вещества, которые не разделяются на частицы, потому что добавленные частицы нарушают способность воды образовывать кристаллический лед.
Чем больше частиц, тем больше разрушение и тем больше влияние на свойства частиц (коллигативные свойства) как депрессия точки замерзания, высота точки кипенияи осмотическое давление.
Соль заставляет лед поглощать больше энергии из окружающей среды (становится холоднее), поэтому, хотя и снижает точку, в которой вода снова замерзнет в лед, вы не можете добавить соль к очень холодному льду и ожидать, что она заморозит ваше мороженое или очистит от снега лед Тротуар. (Вода должна присутствовать.) Вот почему NaCl не используется для удаления льда с тротуаров в очень холодных местах.