Jai vu hier une « glacière » ingénieusement simple – une boîte en plastique à double paroi avec un peu de liquide entre les murs. Vous le congelez et il maintient la température près du point de congélation de ce liquide, jusquà ce que le liquide fonde, tandis que vous pouvez stocker des aliments secs à lintérieur.
Maintenant, lefficacité dune telle boîte dépendra du volume de la liquide, à un moindre degré – à quel point en dessous de son point de fusion il a été congelé et à la chaleur latente de sa fusion. (et lisolation bien sûr, mais cest une question entièrement différente.)
Bien que je soupçonne que le liquide utilisé dans la boîte que jai vu était juste de leau avec un peu de colorant ajouté, je me demande si je pourrais faire mieux Y a-t-il une substance qui peut être raisonnablement obtenue par un bricoleur bricoleur, qui a une chaleur latente de fusion significativement plus élevée que leau, et un point de fusion à la pression normale quelque part « dans la raison » – réalisable par un congélateur de cuisine normal, et non ci-dessus « la nourriture à lintérieur va se gâter »? (points bonus pour ne pas être trop dangereux …) Ou peut-être y a-t-il un moyen daugmenter la chaleur latente de la glace deau fondante en y ajoutant quelque chose?
Commentaires
- Il ny a pas beaucoup de produits chimiques (courants) avec une chaleur latente de fusion supérieure à celle de leau. Consultez cette liste par exemple: engineeringtoolbox.com/latent-heat-melting-solids-d_96.html —- donc il sera très difficile (peut-être pas possible) de trouver un liquide avec le meltin point g à peu près égal à leau et à une chaleur latente de fusion plus élevée.
- Si vous en trouvez un, appelez-moi! Je souhaite certainement être dans le genre d’activité que nous pourrions tirer de cela . Mais je pense que ce que vous demandez, cest une sorte de déjeuner gratuit. Et la règle de base est: il ny a ‘ rien de tel.
- Bonne réponse de @Jerry, et des commentaires sur la chaleur latente particulièrement élevée de fusion de leau. Selon le plastique, vous pouvez également utiliser un mélange de morceaux / poudre de glace sèche et disopropanol. Lisopropanol gèle environ 10 ° C en dessous du point de sublimation de la glace sèche, de sorte que vous nêtes pas ‘ susceptible de le geler. Ce sera juste un bain très froid jusquà ce que la glace sèche se sublime et que la solution se réchauffe. Une isolation supplémentaire, à lintérieur et à lextérieur, permettrait déviter que les choses ne deviennent trop froides et de les faire durer beaucoup plus longtemps. Mais la première étape serait de tester que le plastique est OK avec lisopropanol. Puis réutilisez lisoprop.
Réponse
En effet, il sera difficile de trouver un substitut à leau. Vous voudrez peut-être examiner le fonctionnement des packs de glace .
Certaines des choses qui sont ajoutées à leau dans ces packs incluent des substances pour empêcher la croissance bactérienne et pour empêcher leau de devenir complètement liquide. Leau devient ainsi un gel.
Les packs de gel peuvent être fabriqués en ajoutant de lhydroxyéthylcellulose (Cellusize) ou du gel de silice recouvert de vinyle.
Un facteur que vous pourriez prendre en compte, cest que sil y a plus de masse (par exemple, dissoudre quelque chose dans leau) fournira plus de substance pour toute chaleur à aller, de sorte que la montée en température sera plus lente.
Un autre, ce sont les liaisons hydrogène, qui sont très présentes dans les molécules deau et qui explique ses fortes chaleurs spécifiques (chaleur latente et capacité thermique).
Malheureusement, lajout de substance à leau aura tendance à perturber les liaisons hydrogène. Je ne lai pas essayé, et je ne trouve rien pour étayer ma phrase suivante, mais je mattendrais à ce que lammoniac soit un additif possible. Il a une capacité thermique spécifique plus élevée que leau et se dissout facilement car il ne perturbe pas les liaisons hydrogène qui en grande partie à cause de sa structure moléculaire.
Le glucose est également un additif potentiel car il ne perturbe pas beaucoup les liaisons hydrogène, mais sa chaleur spécifique est apparemment un peu inférieure à celle de lammoniac. Jai trouvé un site où je pourrais entrer certains paramètres et il émet la capacité thermique de leau sucrée et les sorties indiquent souvent que la capacité thermique spécifique est inférieure à cela dammoniac seul (du même site que michielm a mentionné, lammoniac a une capacité thermique spécifique dun peu moins de 4,6 à 0 $ ^ oC $).
Commentaires
- Le problème avec lammoniac (outre son odeur et sa toxicité) est que son point de fusion est de -77 ° C, alors que je ‘ augmenter la chaleur spécifique du mélange, je pense que ‘ réduirait sa chaleur latente à » température du congélateur domestique » – seulement après avoir traversé -77C je ‘ d obtenir sommairement plus » entreposé à froid » (chaleur enlevée) que je le ferais dans le cas de leau pure.
- @SF lammoniac sera dissous dans leau, donc sa fonte point nest pas pertinent.Et comme elle sera dissoute, lodeur sera nettement moindre (environ 40 fois moins selon un doc pdf . La chaleur latente de leau ne devrait pas beaucoup changer car lammoniac se lie bien à leau. Et de lautre côté, lammoniac absorbera également la chaleur tout au long des changements de température. Cela signifie que lorsque leau fondra, il faudra plus de chaleur pour la faire fondre car lammoniac sapproprie une partie de celle fournie chaleur.
- Oui, mais le volume est ma limite. Pour faire de la place pour ajouter 1cc dammoniac liquide pur qui nabsorbera la chaleur que proportionnellement à sa chaleur spécifique, je dois retirer 1cc deau, ce qui en même temps passer par un changement de phase et absorber des quantités massives de chaleur proportionnelles à sa chaleur latente, en plus de son absorption de chaleur similaire (bien que moindre). À moins que le collage ne réduise en quelque sorte le volume du mélange … nest-ce pas?
- @SF Vous navez ‘ à retirer 1 cc deau. Vous pouvez ajouter 1 200 cc o f lammoniac pur et le 1 cc deau resteront les mêmes. Ou bien, si vous avez de lammoniac liquide pur, remplacer 1 cc deau par 1 cc équivaudra en fait à rajouter 1 cc deau avec 1200 cc dammoniac (1200 volumes dammoniac se dissolvent dans 1 cc deau à 0 ° C) . Il y a suffisamment despace intermoléculaire pour insérer lammoniac entre les molécules deau. Jai cherché des expériences réelles où la chaleur absorbée et le changement de température ont été tracés pour leau + lammoniac et leau seuls, mais sans succès. 🙁
- Attendez, attendez. Jai la boîte à double paroi avec 100 cc despace pour le liquide de refroidissement. Je la remplis avec 99 cc deau. Combien dammoniac liquide pur puis-je ajouter avant que le mélange ne déborde ?