Эвтектический раствор

[yatcheh]

17.04.2023 в 01:16, Rigel сказал:

Пожалуй задам в этой теме ещё один вопрос (надеюсь, создавать отдельную тему не придётся). Насколько вообще низкой температуры замерзания можно достичь смешивая между собой лёд с чем-то ещё? Из самого банального конечно хлорид кальция с Тэв. = -55°С. Из менее известных нашёл ацетат аммония с Тэв. = -70°С. Если брать шире, выйти за рамки только солей, нашёлся аммиак с Тэв. = -100,5°С. А есть ли что-то, что даёт температуру замерзания ещё ниже, чем аммиак? Может есть какие-то способы качественно прикинуть, что могло бы подойти в кандидаты на второй компонент? Или может есть неводные эвтектики с более низкой температурой? В общем да, получилось немного больше одного вопроса 

 

Аммиак,надо полагать - жидкий? Т.е. аммиак уже при -36С.

Это я к тому , что существует теоретический предел температуры, связанный с теплотой плавления льда. Это 330 кДж/кг.

Т.е. килограмм льда, находясь в термосе при 0С, при полном расплавлении поглотит 330 кДж тепла. Если считать теплоёмкость воды за ~3 кДж/кг*град (при 0С - 4.2, но при понижении температуры она должна уменьшаться), то теоретический предел и составит -100С. А ведь ещё надо учитывать теплоёмкость растворённого вещества и теплоту растворения.

[Rigel]

17.04.2023 в 12:43, yatcheh сказал:

 

Аммиак,надо полагать - жидкий? Т.е. аммиак уже при -36С.

Это я к тому , что существует теоретический предел температуры, связанный с теплотой плавления льда. Это 330 кДж/кг.

Т.е. килограмм льда, находясь в термосе при 0С, при полном расплавлении поглотит 330 кДж тепла. Если считать теплоёмкость воды за ~3 кДж/кг*град (при 0С - 4.2, но при понижении температуры она должна уменьшаться), то теоретический предел и составит -100С. А ведь ещё надо учитывать теплоёмкость растворённого вещества и теплоту растворения.

Ну с пределом на энтальпию плавления понятно.

Только без усреднения теплоёмкости. Теплота плавления при понижении температуры тоже падает… на произведение температуры и теплоёмкости (при данной Т).

Но предположим что лёд изначально может быть любой температуры, и аммиак тоже. Можно хоть оба в твёрдом состоянии взять. И теплоту смешения/растворения считать малой по сравнению с теплотой плавления компонентов. Пределом считать лишь эвтектическую температуру плавления.

[dmr]

17.04.2023 в 17:41, Rigel сказал:

теплоту смешения/растворения считать малой по сравнению с теплотой плавления компонентов.

На самом деле чем больше теплота смешения, тем глубже эвтектика

У воды глубокие эвтектики с известными из техники, антифризами:гликоли, глицерин, спирты, дмсо, итд

[chemister2010]

Самое холодное - это жидкий гелий.

 

Пока известный мне рекорд для эвтектик:

№ п/п	Температура плавления	Эвтектическая смесь
1.	-184,6	аммиак 90,75% литий 9,25%

Изменено 17 Апреля, 2023 в 19:42 пользователем chemister2010

[Rigel]

17.04.2023 в 22:38, chemister2010 сказал:

Самое холодное - это жидкий гелий.

 

Пока известный мне рекорд для эвтектик:

№ п/п	Температура плавления	Эвтектическая смесь
1.	-184,6	аммиак 90,75% литий 9,25%

Ничего так 0_0

жаль, литий — металл не самый распространённый. Было бы очень интересно посмотреть, сколько на практике он бы дал при смешении с твёрдым аммиаком.

17.04.2023 в 21:25, dmr сказал:

На самом деле чем больше теплота смешения, тем глубже эвтектика

У воды глубокие эвтектики с известными из техники, антифризами:гликоли, глицерин, спирты, дмсо, итд

Значит среди неорганики стоит смотреть в сторону кислот. У них самые высокие теплоты смешения с водой. А там ещё и аммиак можно третьим компонентом подмешивать. В общем тут непаханое поле для экспериментов. Может какая-то из смесей сможет побить рекорд в -100,5 градусов и вовсе приблизится к температуре жидкого воздуха  

[dmr]

18.04.2023 в 03:13, Rigel сказал:

приблизится к температуре жидкого воздуха

Это слишком маловероятный сценарий 

18.04.2023 в 03:13, Rigel сказал:

Может какая-то из смесей сможет побить рекорд в -100,5

 

http://chemister.ru/Database/properties.php?dbid=1&id=1

[yatcheh]

17.04.2023 в 15:41, Rigel сказал:

Ну с пределом на энтальпию плавления понятно.

Только без усреднения теплоёмкости. Теплота плавления при понижении температуры тоже падает… на произведение температуры и теплоёмкости (при данной Т).

Но предположим что лёд изначально может быть любой температуры, и аммиак тоже. Можно хоть оба в твёрдом состоянии взять. И теплоту смешения/растворения считать малой по сравнению с теплотой плавления компонентов. Пределом считать лишь эвтектическую температуру плавления.

 

Падение теплоты плавления - это не важно. Важны только теплота плавления при 0, теплота смешения и интеграл по теплоёмкости от 0 до -100 (к примеру). Это относится не к температуре плавления эвтектики, как таковой, а именно к самопроизвольному охлаждению при плавлении эвтектики.

А если всё предварительно охлаждать - чё тут интересного? Ну, смешаешь килограмм твёрдого метанола (-100С) с кусочком льда (0С). Ну, получится -137С - аж на сорок градусов ниже исходной температуры! Очешуеть - какое достижение!

Изменено 18 Апреля, 2023 в 13:04 пользователем yatcheh

[dmr]

18.04.2023 в 17:52, yatcheh сказал:

смешаешь килограмм твёрдого метанола (-100С) с кусочком льда (0С). Ну, получится -137С - аж на сорок градусов ниже исходной температуры! Очешуеть - какое достижение

Интересно какая будет растворимость СО2 при этих условиях в этой смеси 

[yatcheh]

18.04.2023 в 18:04, dmr сказал:

Интересно какая будет растворимость СО2 при этих условиях в этой смеси 

 

Не растворится он в значительном количестве. Будет лежать на дне осадком. Вот если эту смесь охлаждать (от н.у. - чтобы СО2 успел прореагировать с метанолом), то наверное можно получить метилугольную кислоту в твёрдом виде.

Изменено 18 Апреля, 2023 в 17:57 пользователем yatcheh

[dmr]

18.04.2023 в 22:57, yatcheh сказал:

метилугольную кислоту

И что она не будет таки растворима в метаноле?

18.04.2023 в 22:57, yatcheh сказал:

Не растворится он в значительном количестве

Исходя из каких доводов такое предположение?