氷と塩、ドライアイスとメタノール

質問

氷と塩、ドライアイスとメタノール。

これらの組み合わせは低温を作る方法として有名ですが、なぜこれらを合わせた場合、低温になるのかわかりません。
どなたかご教授ください。

回答No.1

noname#62864 · ベストアンサー

氷に塩をかけると氷が少し溶けます。
これは、塩が混ざることによって、水が凍る温度が低くなり、０℃では凍らなくなるためです。
氷が溶けるには熱が必要ですので、塩によって氷が溶ける時にも熱が吸収されます。
そして熱が吸収されることによって、温度が下がるわけです。
つまり、
塩を加える→氷が溶けて熱を吸収→温度が低下
となるわけです。

ドライアイスの場合には少し事情が異なります。
ドライアイス＋メタノールの温度はドライアイスが昇華する（気体になる）温度とほぼ同じです。
つまり、ドライアイスだけで冷やしても同じ温度なのです。
合わせたからといって、特に低温になるわけではありません。
ドライアイスが昇華する際にも多くの熱が吸収されます。
その熱でまわりのものを冷却しています。

ドライアイス＋メタノールで-78℃に冷やすのは、氷水で０℃に冷やすのと同じようなものと言えます。氷水では氷が溶けるときに吸収する熱で冷却しています。

お礼

ありがとうございました。

回答No.2

Ichitsubo

低温を作るだけでなく、温度が安定するためによく使われる方法です。
温度を安定させるためには、融点や沸点、昇華点温度を用います。
氷＋水も0℃で安定する寒剤ですし、
氷＋食塩はその比率によって様々ですが、約23%の食塩にすることで約-21℃まで達成できます。
ドライアイスは昇華点が-78℃ですから、それ自身でも作用はしますが、冷やす対象との間に隙間が多く、効率よく冷えません。この隙間を埋める液体として、-78℃でも凝固しないメタノールが用いられます。

液体窒素も沸点温度である-196℃で安定するために使われます。そういえばそんな名前の飲み物がありましたね……

お礼

ありがとうございました。