Jag såg genialt enkel ”kylbox” igår – en dubbelväggig plastlåda med lite vätska mellan väggarna. Du fryser den och den håller temperaturen nära vätskans fryspunkt tills vätskan smälter, medan du kan förvara torr mat inne.
Nu kommer effektiviteten i en sådan låda att bero på volymen på vätska, i mindre grad – hur långt under smältpunkten den frystes och på latent värme från smältningen. (och naturligtvis isolering, men det är en helt annan sak.)
Medan jag misstänker att vätskan som används i lådan såg jag bara var vatten med lite färg tillsatt, undrar jag om jag kunde göra bättre Finns det ett ämne som rimligen kan erhållas av en DIY-tinker, som har en latent smältvärme som är betydligt högre än vatten, och en smältpunkt vid normalt tryck någonstans ”inom anledning” – uppnås med normal köksfrys, och inte ovanför ”mat inuti kommer att förstöra”? (bonuspoäng för att det inte är alltför farligt …) Eller kanske finns det något sätt att öka latent värme av smältande vattenis genom att lägga till något till det?
Kommentarer
- Det finns inte så många (vanliga) kemikalier med en latent fusionsvärme över vatten. Kolla in listan till exempel: engineeringtoolbox.com/latent-heat-melting-solids-d_96.html —- därför blir det väldigt svårt (kanske inte möjligt) att hitta en vätska med smältan g-punkt ungefär lika med vatten och en högre latent fusionsvärme.
- Om du hittar en, ring mig! Jag vill definitivt vara med på den typ av affär vi kan göra av det . Men jag tror att det du ber om är någon form av gratis lunch. Och grundregeln är: Det finns ' inget sådant.
- Bra svar av @Jerry, och kommentarer om den unikt höga latenta värmen av fusion av vatten. Beroende på plasten kan du också använda en blandning av torrisbitar / pulver och isopropanol. Isopropanol fryser cirka 10C under sublimeringspunkten för torris, så det är troligt att du ' fryser den. Det blir bara ett mycket kallt bad tills torrisen sublimerar och lösningen värms upp. Extra isolering, inifrån och ut, skulle vara för att förhindra att sakerna blir för kalla och för att det ska hålla mycket längre. Men steg ett skulle vara att testa att plasten är OK med isopropanol. Återanvänd sedan isopropen.
Svar
Det kommer faktiskt att vara svårt att hitta en ersättning för vatten. Du kanske vill se hur ispaket fungerar.
Några av de saker som läggs till vatten i sådana förpackningar innehåller ämnen för att förhindra bakterietillväxt och för att förhindra att vattnet blir helt flytande. Vattnet blir således en gel.
Gelpaket kan tillverkas genom tillsats av hydroxietylcellulosa (Cellusize) eller vinylbelagd kiselgel.
En faktor som du kan tänka dig är att om det finns mer massa (till exempel att lösa något i vattnet) kommer att ge mer substans för den värme du kan gå till, så att temperaturökningen blir långsammare.
En annan är vätebindningar, som är mycket närvarande i vattenmolekyler och som förklarar dess höga specifika värme (latent värme och värmekapacitet).
Tyvärr kommer att lägga i saker i vattnet att bryta vätebindningarna. Jag har inte provat det och kan inte heller hitta något som stöder min nästa mening, men jag förväntar mig att ammoniak är en möjlig tillsats. Den har en högre specifik värmekapacitet än vatten och löser sig lätt också eftersom den inte stör vätebindningar som mycket på grund av dess molekylära struktur.
Glukos är också en potentiell tillsats eftersom den inte stör vätebindningarna mycket, men dess specifika värme är uppenbarligen lite lägre än ammoniak. Jag hittade en webbplats där jag kunde mata in några parametrar och det matar ut sockervattnets värmekapacitet och utgångarna säger ofta att den specifika värmekapaciteten är lägre än den enbart ammoniak (från samma webbplats som michielm nämnde, ammoniak har en specifik värmekapacitet på lite mindre än 4,6 vid $ 0 ^ oC $).
Kommentarer
- Problemet med ammoniak (förutom dess lukt och toxicitet) är dess smältpunkt är -77C, så medan jag ' skulle jag öka blandningens specifika värme, jag tror att jag ' skulle minska sin latenta värme vid " hemmets frys temperatur " – först efter korsning -77C får jag ' mer sammanfattat " kalllagrad " (värme borttagen) än vad jag skulle göra vid rent vatten.
- @SF ammoniak löses upp i vattnet, så dess smälta ing är inte relevant.Och eftersom det kommer att lösas upp kommer lukten att bli betydligt mindre (cirka 40 gånger mindre enligt en pdf doc . Den latenta vattenvärmen bör inte förändras så mycket eftersom ammoniak binds väl med vatten. Och på andra sidan kommer ammoniak att absorbera värmen också hela vägen genom temperaturförändringarna. Det betyder att när vatten kommer att smälta krävs mer värme för att smälta det eftersom ammoniak är en del av den levererade värme.
- Ja, men volymen är min gräns. För att göra plats för att tillsätta 1 ml ren flytande ammoniak som bara absorberar värme som är proportionell mot dess specifika värme måste jag ta bort 1 cc vatten samtidigt gå igenom fasförändring och absorbera stora mängder värme som är proportionell mot dess latenta värme, utöver dess liknande (om mindre) värmeabsorption. Om inte bindningen på något sätt minskar blandningens volym … gör det?
- @SF Du behöver inte ' ta bort 1 cc vatten. Du kan lägga till 1200 cc o f ren ammoniak och 1 cc vatten kommer att förbli densamma. Eller alternativt, om du har ren flytande ammoniak, kommer att ersätta 1 cc vatten med 1 cc av det faktiskt att lägga tillbaka 1 cc vatten tillsammans med 1200 cc ammoniak (1200 volymer ammoniak löser sig i 1 cc vatten vid 0C) . Det finns tillräckligt med intermolekylärt utrymme för att passa ammoniak mellan vattenmolekyler. Jag letade efter några faktiska experiment där värmeabsorberad och temperaturförändring planerades för vatten + ammoniak och vatten ensam, men utan framgång. . ?