Heillandi verkefni í náttúruvísindum/Frystir úr snjó og salti

Markmið

Þetta verkefni snýst um það að sýna áhrif lækkunar forstmarks vatns með salti á snjó.

Áhöld og efni

• Nokkur ílát (t.d. glös, bikarglös eða niðursuðudósir)
• Snjór
• Salt
• Hitamælir (alkóhólhitamælir, stafrænn hitamælir, eða innrauður hitamælir)

Framkvæmd

Settu snjó í ílátið (ekki þjappa) og mældu hitastigið í nokkrar mínútur eftir að hitamælirinn hefur náð jafnvægi til að ná samanburði.

Blandaðu salti út í snjóinn og fylgstu með hitastiginu.

Ítarefni

Hvað er að gerast?

Fasabreytingar losa eða þurfa orku til að umbreyta efninu úr einum fasa í annan. Til dæmis þarf orku til að bræða ís og sjóða vatn. Eins losnar orka við að þéttingu og frystingu. Þegar vatn er í köldu umhverfi flæðir orkan úr vatninu út í umhverfið og ef næg orka flæðir úr vatninu frýs það.

Þetta er allt nokkuð sem við höfum sæmilega tilfinningu eða innsæi fyrir. Það sem er merkilegra er að ef við náum að bræða vatnið, t.a.m. með því að lækka frostmarkið, draga fasaskiptin orku og við það lækkar hitastigið.

Saltblandað vatn hefur lægra frostmark en hreint vatn svo ef við blöndum salti út í snjó, lækkar frostmarkið og snjórinn bráðnar. En ekki nóg með það heldur dregur blandan í sig orku og við það lækkar hitastigið um einhverjar gráður - jafnvel einhverja tugi gráða.

Það ruglar ef til vill innsæið okkar ennfremur að við eigum kannski erfitt með að hugsa um að vatn við eða undir frostmarki hafi orku. En frá sjónarhóli eðlisfræðinnar hefur allt efni orku í réttu hlutfalli við hitastig sitt frá alkuli.

Úfærsla: Ólík efni

Hægt er að setja verkefnið upp sem tilraun þar sem nemendur bera saman:

• Ólík efni (salt, kaffi, hveiti, sykur, sand, matarsóda, eða hvað annað sem er álíka útlits eða áferðar).
• Ólíkt magn af salti með sama magn af snjó eða ís (t.d. vegið með vog).
• Ólíkar gerðir salts (NaCl, KCl, CaCl, ...)

Lýsingar

• Science for Kids: Salt and Ice Experiments af Only Passionate Curiosity - Ólík efni borin saman.
• Winter STEM Activity – Salt and Ice Science Experiment af STEAM Powered Family. Ólíkt magn salts borið saman með umfjöllun um nokkur ólík sölt.