核心概念
食品科學
化學
冷凍
物質狀態
溶液
引言
你做過自制冰淇淋嗎？這會很有趣，而且最終你會得到美味的冷凍食品！製作冰淇淋實際上需要很多有趣的化學知識。例如，想想你是如何從冷藏（甚至室溫）的配料開始，然後需要將它們冷卻下來變成冰淇淋的。在這個過程中，配料是如何變化的？你認為將它們冷卻到一定溫度有多重要？在這個科學活動中，你將製作自己的冰淇淋（在袋子裡！），並探索冷卻配料以使其成為美味獎勵的最佳方法！
背景
要製作冰淇淋，配料——通常是牛奶（或半乳）、糖和香草精——需要冷卻。一種方法是使用鹽。如果你住在寒冷的氣候中，你可能見過卡車在冬天在街道上撒鹽和沙子，以防止道路在下雪或結冰後變得光滑。這是為什麼？鹽會降低水結冰的溫度，因此在有鹽的情況下，即使溫度低於水的正常冰點，冰也會融化。
從技術上講，鹽降低的溫度稱為冰點。當冰點降低時，例如透過向水中加鹽，這個過程稱為冰點下降。正如我們將在本次活動中看到的那樣，冰點下降並非水和鹽溶液獨有；它也發生在其他溶液中。（當一種物質（如鹽）溶解併成為溶質時，就會形成溶液。它被溶解的介質是溶劑——通常是液體，如水。）
材料
量匙
量杯
糖
半乳（或者，可以使用牛奶或濃奶油。）
香草精
鹽（不同型別的鹽，如食鹽或岩鹽，應該都可以使用，但可能產生略有不同的結果。）
兩個小型可密封袋，如品脫大小或三明治大小的 Ziploc 袋
兩個加侖大小的可密封袋
八杯冰塊
烤箱手套或小毛巾
計時器或時鐘
準備工作
關於支援科學新聞
如果你喜歡這篇文章，請考慮訂閱以支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，你正在幫助確保未來有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
在每個小袋中，放入一湯匙糖、半杯半乳（或牛奶或濃奶油）和四分之一茶匙香草精。加入配料後，密封每個袋子。將袋子放在冰箱中，直到你準備好繼續進行下一步。
步驟
向一個大型加侖大小的袋子中加入四杯冰塊。然後向袋子中加入半杯鹽。你認為鹽會做什麼？
將你準備好的其中一個小袋放入裝有冰塊的大袋子中。確保兩個袋子都密封好。
戴上烤箱手套或用小毛巾包裹袋子，然後搖晃袋子五分鐘。搖晃時每隔幾分鐘感覺一下小袋子，並偷看一下。隨著時間的推移，配料會發生什麼變化？五分鐘結束後，配料看起來如何？冰塊呢——它們隨著時間的推移如何變化，最後看起來如何？
現在向另一個大型加侖大小的袋子中加入四杯冰塊，但這次不要向其中加入任何鹽。你認為不使用鹽會發生什麼？
將你準備好的另一個小袋放入這個大袋子中。確保兩個袋子都密封好。
戴上烤箱手套或用小毛巾包裹袋子，然後像之前一樣搖晃袋子五分鐘。再次，搖晃時每隔幾分鐘感覺一下小袋子，並偷看一下。現在隨著時間的推移，配料會發生什麼變化？五分鐘結束後，它們現在看起來與上次相比如何？冰塊呢——它們的變化方式相同嗎？
你還可以比較不同冰塊袋子的感覺有多冷。其中一個感覺比另一個冷得多嗎？
如果你成功地製作了一些冰淇淋，現在你可以享用它，作為你化學挑戰的美味獎勵！如果你的其中一個袋子中的配料沒有變成冰淇淋，請檢視下面的額外提示，瞭解如何將它們變成冰淇淋。
額外提示：如果你的其中一個袋子沒有做出冰淇淋，請嘗試將其放回裝有冰塊和鹽的大袋子中，然後搖晃五分鐘。它變成冰淇淋了嗎？你認為你得到這樣的結果的原因是什麼？
額外提示：你可以在本次活動中使用牛奶或濃奶油代替半乳來製作冰淇淋。用半乳製作冰淇淋與使用牛奶或濃奶油相比如何？
額外提示：你可以在本次活動中使用不同型別的鹽來製作冰淇淋，但你可能會得到不同的結果。用食鹽在袋子裡製作的冰淇淋與用岩鹽或其他型別的鹽製作的冰淇淋相比如何？你能解釋你的結果嗎？
[分隔符]
觀察和結果
在裝有冰塊和鹽的大袋子中搖晃的配料是否變成了冰淇淋，而在僅用冰塊（沒有鹽）搖晃的配料是否仍然是液體，沒有凝固成冰淇淋？
你應該看到，裝有鹽的大袋子中的冰塊融化得更多，並且感覺比沒有鹽的大袋子中的冰塊冷得多。由於溫度足夠低（低於冰點幾度），裝有鹽的冰塊袋子應該能夠充分冷卻配料，使其凝固並變成冰淇淋，而沒有鹽的冰塊袋子不夠冷，無法做到這一點，導致配料仍然是液體。（如果你將液體配料放回裝有冰塊和鹽的袋子中並搖晃大約五分鐘，配料應該會被充分冷卻，從而變成冰淇淋！）
如果你曾經使用過老式的手搖機器製作冰淇淋，你可能在裝有奶油的容器周圍堆放了冰和岩鹽的混合物。冰鹽混合物比純水冰更冷，可以凍結冰淇淋機（以及你在本次活動中使用的袋子）中的配料，使其變成冰淇淋。（這與在冰雪路面上撒鹽以融化冰雪，保持道路在較低溫度下不太滑的原理相同。）雖然純水在 0 攝氏度（32 華氏度）結冰，但與鹽混合的水只會在低於 0 攝氏度的更低溫度下結冰。
清理
如果你還沒有享用，現在你可以享用美味的冰淇淋，或者將其儲存在冰箱中以備後用。
更多探索 來自愛荷華州立大學的沸點升高和冰點下降
來自 About.com Chemistry 的在袋子裡製作冰淇淋
來自科學夥伴的為你和你的家人提供的有趣科學活動
來自科學夥伴的製作冰淇淋的化學原理：降低水的冰點
此活動由 科學夥伴合作推出