Najlepsza odpowiedź
Musisz zacząć od tego, jak NaCl został rozpuszczony w woda. Fizyczny proces rozpuszczania wymaga zakłócenia krystaliczności NaCl (s), przerwania wiązań wodorowych w wodzie ciekłej oraz oddzielenia jonów Na + i Cl- – wszystkie te procesy wymagają wkładu energii (endotermicznego). Reakcja hydratacji jonów Na + i Cl- z wytworzeniem jonów Na (H2O) n + i Cl (H2O) – uwodniona uwalnia pewną energię (egzotermiczna). Ogólnie rzecz biorąc, rozpuszczanie NaCl (ów) w H2O (l) jest procesem endotermicznym, wymagającym wkładu energii. Ta dodatkowa energia jest już obecna w wodnym roztworze NaCl w nadmiarze w stosunku do tego, co jest obecne w czystej H2O.
Porównując pojemność cieplną wodnego roztworu NaCl z czystą H2O w danej temperaturze, przekonasz się, że woda może utrzymywać większą ilość energii niż wodny roztwór NaCl. Nadmiar jest równy sumie energii rozpuszczania i hydratacji opisanych powyżej.
Odpowiedź
Na początku mnie to zaskoczyło, więc poszedłem trochę dalej. Powszechnie wiadomo, że dodanie substancji rozpuszczonej do wody podniesie jej temperaturę wrzenia, więc na początku gotowanie powinno zająć więcej czasu. Ale w końcu dowiedziałem się, że pojemność cieplna wody jest również zmniejszana przez substancję rozpuszczoną, w tym przypadku sól, przez ograniczenie stopni swobody, jakie mają cząsteczki wody w zakresie wibracji i rotacji. Niższe ciepło właściwe oznacza większy wzrost temperatury dla danego wkładu energii. Przy takim samym poborze mocy, szybszy wzrost temperatury. W jaki sposób sól zmienia pojemność cieplną wody? | Sokratic
Jony sodu i chloru ulegają dysocjacji w wodzie, zagnieżdżając się w przestrzeniach między cząsteczkami H2O i tworząc z nimi słabe wiązania. To właśnie ogranicza ich ruchy po dodaniu energii.
Można się również spodziewać, że wypełnienie jonów przestrzeni międzycząsteczkowych (sprawiając, że woda jest gęstsza), może również zwiększyć przewodność cieplną, przy czym drgania cieplne są przenoszone skuteczniej od cząsteczki do cząsteczki.
Nie mogłem znaleźć żadnych danych, które by to potwierdziły. Ale dzięki za ciekawą obserwację i stymulujące pytanie.