Wie funktioniert es
Sie haben Salz und Eis verwendet, um die Temperatur in der Kältemischung unter den normalen Gefrierpunkt von Wasser zu senken. Dies wird „Gefrierpunktserniedrigung“ genannt. Dieses sehr kalte Salzwasser kann verwendet werden, um andere Wasser- und Sodaproben unter ihren normalen Gefrierpunkt zu kühlen, um herauszufinden, welche davon unterkühlt werden können. Sie könnten auch herausfinden, welche Proben bei ihrem normalen Gefrierpunkt gefrieren, egal was passiert.
Wenn Wasser gefriert, kommen die Moleküle in einer sehr geordneten Weise zusammen und bilden eine kristalline Struktur. Dadurch haben Wassermoleküle als Eis weniger Energie als Wassermoleküle als Flüssigkeit. Das heißt, um von flüssigem Wasser zu festem Wasser zu werden, müssen die Moleküle Wärmeenergie verlieren. Mit anderen Worten: Wenn unterkühltes Wasser gefriert, wenn Sie es anzapfen oder öffnen, erwärmt sich auch der Rest des Wassers. Diese Erwärmung lässt möglicherweise nur zehn oder zwanzig Prozent des Wassers gefrieren, und das ist der Grund dafür, dass sich in der Flasche Schneematsch befindet, anstatt ein fester Brocken zu sein. Die Bildung von Eiskristallen geschieht sehr schnell, aber Wärme fließt langsam im Wasser.
Wenn Wasser auf seinen Gefrierpunkt abgekühlt wird, können sich Eiskristalle im Wasser sammeln. Wie Schneeflocken brauchen diese Kristalle etwas, auf dem sie wachsen können, und sie nutzen mikroskopische Verunreinigungen im Wasser oder Stellen auf der Flasche, um genau das zu tun. Wenn man mit wirklich reinem Wasser arbeitet und es langsam abkühlt, um unterkühltes Wasser als Flüssigkeit zu erzeugen, kommt es zu einem anderen Ergebnis. Wenn man diesem unterkühlten reinen Wasser eine Verunreinigung (z. B. einen Eiskristall) hinzufügt, beschleunigt dies den Kristallisationsprozess noch mehr. Das Wasser gefriert augenblicklich fest, ohne dass es irgendwo matschig wird. Dies nennt man „Schnellgefrieren“
Wenn Sie Sodawasser oder Limonade unterkühlen, gibt es einige andere Faktoren zu beachten. Bei der Herstellung von Limonade werden große Mengen an Zusatzstoffen (wie Zucker, Farb- und Aromastoffe) sowie Kohlendioxid (CO2) in das Wasser gepumpt. Diese Zusatzstoffe werden als gelöste Stoffe bezeichnet, und wenn gelöste Stoffe zu einer Flüssigkeit wie Wasser (dem Lösungsmittel) hinzugefügt werden, sinkt der Gefrierpunkt des Wassers. Durch die Senkung des Gefrierpunkts muss Soda eine viel kältere Temperatur als reines Wasser erreichen, um zu gefrieren. Das Kohlendioxidgas in der Limonade bleibt nur so lange erhalten, wie die Flasche verschlossen bleibt. Wenn die Flasche geöffnet wird und Sie das „Zischen“ von Gas und Schaum hören, der aus der Flasche strömt, sinkt die Konzentration der gelösten Stoffe im Wasser schnell. Der Gefrierpunkt steigt, und ohne all die gelösten Stoffe gefriert die Limonade sehr schnell. Natürlich bieten all diese Blasen auch Platz für die Eiskristalle, die sich bilden. Sie können dies testen, indem Sie eine unterkühlte Flasche Limonade anzapfen, ohne sie zu öffnen. Nach dem Anzapfen bilden sich Blasen und das Gefrieren wird wahrscheinlich eintreten.