Ich habe gestern eine genial einfache „Kühlbox“ gesehen – eine doppelwandige Plastikbox mit etwas Flüssigkeit zwischen den Wänden. Sie frieren es ein und es hält die Temperatur nahe dem Gefrierpunkt dieser Flüssigkeit, bis die Flüssigkeit schmilzt, während Sie trockene Lebensmittel darin aufbewahren können.
Nun hängt die Effizienz einer solchen Box vom Volumen der Flüssigkeit ab in geringerem Maße flüssig – wie weit unter seinem Schmelzpunkt es gefroren war und bei latenter Hitze seines Schmelzens. (und Isolierung natürlich, aber das ist eine ganz andere Sache.)
Obwohl ich vermute, dass die in der Schachtel verwendete Flüssigkeit nur Wasser mit ein wenig Farbe war, frage ich mich, ob ich es besser machen könnte Gibt es eine Substanz, die von einem Heimwerker vernünftigerweise erhalten werden kann, die eine latente Schmelzwärme aufweist, die deutlich höher als die von Wasser ist, und einen Schmelzpunkt bei normalem Druck irgendwo „innerhalb der Vernunft“ – erreichbar mit einem normalen Küchen-Gefrierschrank und nicht über „Essen im Inneren wird verderben“? (Bonuspunkte dafür, dass es nicht übermäßig gefährlich ist …) Oder gibt es eine Möglichkeit, die latente Wärme von schmelzendem Wassereis zu erhöhen, indem Sie etwas hinzufügen?
Kommentare
- Es gibt nicht so viele (übliche) Chemikalien mit einer latenten Schmelzwärme über der von Wasser. Schauen Sie sich diese Liste zum Beispiel an: engineeringtoolbox.com/latent-heat-melting-solids-d_96.html —- Daher ist es sehr schwierig (möglicherweise nicht möglich), eine Flüssigkeit mit dem Meltin zu finden g Punkt entspricht ungefähr Wasser und einer höheren latenten Schmelzwärme.
- Wenn Sie einen finden, rufen Sie mich an! Ich möchte auf jeden Fall in der Art von Geschäft sein, die wir daraus machen könnten. Aber ich denke, was Sie verlangen, ist eine Art kostenloses Mittagessen. Und die Grundregel lautet: ‚ gibt es so etwas nicht.
- Gute Antwort von @Jerry und Kommentare zu der einzigartig hohen latenten Schmelzwärme von Wasser. Je nach Kunststoff können Sie auch eine Mischung aus Trockeneisbrocken / -pulver und Isopropanol verwenden. Isopropanol gefriert etwa 10 ° C unter dem Sublimationspunkt von Trockeneis, sodass Sie es ‚ wahrscheinlich nicht einfrieren. Es wird nur ein sehr kaltes Bad sein, bis das Trockeneis sublimiert und sich die Lösung erwärmt. Eine zusätzliche Isolierung von innen und außen soll verhindern, dass die Dinge zu kalt werden, und die Lebensdauer verlängern. Aber Schritt eins wäre zu testen, ob der Kunststoff mit Isopropanol in Ordnung ist. Verwenden Sie dann den Isoprop wieder.
Antwort
In der Tat wird es schwierig sein, einen Ersatz für Wasser zu finden. Vielleicht möchten Sie untersuchen, wie Eispackungen funktionieren.
Einige der Dinge, die dem Wasser in solchen Packungen zugesetzt werden, enthalten Substanzen, die verhindert werden sollen Bakterienwachstum und um zu verhindern, dass das Wasser vollständig flüssig wird. Das Wasser wird so zu einem Gel.
Gelpackungen können durch Zugabe von Hydroxyethylcellulose (Cellusize) oder vinylbeschichtetem Kieselgel hergestellt werden.
Ein Faktor, den Sie berücksichtigen könnten, ist, dass bei mehr Masse (z. B. beim Auflösen von etwas im Wasser) mehr Substanz für die Wärme bereitgestellt wird. so dass der Temperaturanstieg langsamer ist.
Ein weiterer Grund sind Wasserstoffbrückenbindungen, die in Wassermolekülen sehr vorhanden sind und deren hohe spezifische Wärme (latente Wärme und Wärmekapazität) erklären.
Leider führt das Hinzufügen von Material zum Wasser dazu, dass die Wasserstoffbrückenbindungen gestört werden. Ich habe es nicht versucht und kann auch nichts finden, was meinen nächsten Satz stützt, aber ich würde erwarten, dass Ammoniak ein möglicher Zusatzstoff ist. Es hat eine höhere spezifische Wärmekapazität als Wasser und löst sich ebenfalls leicht auf, da es Wasserstoffbrückenbindungen nicht stört viel aufgrund seiner molekularen Struktur.
Glucose ist auch ein potentieller Zusatzstoff, da es die Wasserstoffbrückenbindungen nicht stark stört, aber seine spezifische Wärme ist anscheinend etwas niedriger als die von Ammoniak. Ich habe eine Site gefunden, auf der ich einige Parameter eingeben konnte und die die Wärmekapazität des Zuckerwassers ausgibt. Die Ausgänge sagen oft, dass die spezifische Wärmekapazität niedriger ist von Ammoniak allein (von derselben -Stelle , die michielm erwähnte, hat Ammoniak eine spezifische Wärmekapazität von etwas weniger als 4,6 bei $ 0 ^ oC $).
Kommentare
- Das Problem mit Ammoniak (neben seinem Geruch und seiner Toxizität) ist sein Schmelzpunkt von -77 ° C, also während ich ‚ würde die spezifische Wärme der Mischung erhöhen, ich denke, ich ‚ würde seine latente Wärme bei “ Gefriertemperatur zu Hause reduzieren “ – erst nach dem Überqueren von -77C würde ich ‚ zusammenfassend mehr “ kalt gelagert “ (Wärme entfernt) als bei reinem Wasser.
- @SF Das Ammoniak wird im Wasser gelöst, so dass es schmilzt Punkt ist nicht relevant.Und da es sich auflöst, ist der Geruch deutlich geringer (laut einem pdf doc etwa 40-mal weniger. Die latente Wasserwärme sollte sich nicht wesentlich ändern da sich Ammoniak gut mit Wasser verbindet. Und auf der anderen Seite absorbiert Ammoniak die Wärme auch während der gesamten Temperaturänderungen. Dies bedeutet, dass beim Schmelzen von Wasser mehr Wärme benötigt wird, um es zu schmelzen, da Ammoniak einen Teil der zugeführten Menge aneignet Wärme.
- Ja, aber das Volumen ist meine Grenze. Um Platz für die Zugabe von 1 ml reinem flüssigem Ammoniak zu schaffen, das nur proportional zur spezifischen Wärme Wärme absorbiert, muss ich 1 ml Wasser entfernen, das bei Gleichzeitig durchlaufen Sie einen Phasenwechsel und absorbieren massive Wärmemengen proportional zu ihrer latenten Wärme, zusätzlich zu ihrer ähnlichen (wenn auch geringeren) Wärmeabsorption. Es sei denn, die Bindung verringert irgendwie das Volumen der Mischung … oder?
- @SF Sie müssen nicht ‚ 1 cm³ Wasser entfernen. Sie können 1200 cm³ Wasser hinzufügen f reines Ammoniak und 1 ml Wasser bleiben gleich. Wenn Sie reines flüssiges Ammoniak haben und 1 ml Wasser durch 1 ml Wasser ersetzen, bedeutet dies alternativ, dass Sie 1 ml Wasser zusammen mit 1200 ml Ammoniak zurückgeben (1200 Volumina Ammoniak lösen sich bei 0 ° C in 1 ml Wasser auf). . Es gibt genügend intermolekularen Raum, um Ammoniak zwischen Wassermolekülen unterzubringen. Ich suchte nach einigen tatsächlichen Experimenten, bei denen die absorbierte Wärme und die Temperaturänderung nur für Wasser + Ammoniak und Wasser aufgezeichnet wurden, jedoch ohne Erfolg. 🙁
- Warten Sie, warten Sie, warten Sie. Ich habe die doppelwandige Box mit 100 ml Platz für Kühlflüssigkeit. Ich fülle sie mit 99 ml Wasser auf. Wie viel reines flüssiges Ammoniak kann ich hinzufügen, bevor die Mischung überläuft ?