Milyen változást mutat a kaloriméterbe helyezett hőmérő?

A kétkomponensű heterogén rendszerek legegyszerűbb példái a sóoldatok. Ezek jellegzetes fázisdiagramja látható a következő ábrán:



A függőleges tengelyre a hőmérsékletet, a vízszintesre a tömeg (súly)százalékos összetételt mértük fel. Az $\mathrm{AE}$, és $\mathrm{EB}$ görbék a fagyáspont (az első kristályok megjelenésének hőmérséklete) váItozását mutatja az összetétel függvényében. $\mathrm{A}$ a tiszta só, $\mathrm{B}$ a tiszta víz fagyáspontja.

Az $\mathrm{AE}$ görbe mentén 2 fázis, a telített sóoldat és a szilárd só van egyensúlyban. Az oldat víztartalmának a növelésével a fagyáspont csökken egészen az $\mathrm{E}$ eutektikus pontig. Ebben a folyamatban az oldat a sóra nézve hígul, a vízre néve töményedik, és az $\mathrm{E}$ pontban lesz telített a vizre nézve is.

Az $\mathrm{E}$ ponthoz tartozó összetételű oldatot eutektikus összetételűnek nevezzük. Az $\mathrm{E}$‑hez tartoz hőmérséklet (az eutektikus hőmérséklet) alatti só és jég keverékét nevezzük eutektikumnak. A keverék teljes megszilárdulása után az eutektikum finom kristályaiba beépülve a fölöslegben levő komponens makrokristályai válnak ki.

Az eutektikumok igen alkalmasak alacsony hőmérsékletek előállítására. Ha szilárd sót és jeget az eutektikumnak megfelelő arányban keverünk, akkor a hőmérsékletük lesüllyed az eutektikus hőmérsékletre. A só ugyanis a jég felületén megolvadt vítzrétegben feloldódik. Ezzel a tömény sóoldattal az eredetileg $0\ \mathrm{{}^\circ C}$ hőmérsékletű jég nincs egyensúlyban, ezért olvadásnak indul. Mivel a só oldódása, illetve a jég olvadása csak a jég felületén történik, ezért előnyös az utóbbit nagy felületű alakban alkalmazni (hó vagy darált jég).

Olvadás közben a jég az olvadáshőt elvonja a környezetből, és azt addig hűti, amíg elő nem áll az eutektikus hőmérséklet.

Ilyen módon tehát a jég egyszerű sózásával alacsony hőmérséklet állítható elő (természetesen megfelelő mennyiségű jégdarabok elolvadása árán).