Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
1

Какое давление может создать вода при замерзании и почему?

марина 965 [138K] 2 недели назад
3

Плотность льда 0,9167 кг/дм^3 (кг/л). При замерзании воды объём образующегося льда на 9 % больше, чем исходный объём воды. При этом создаются огромные давления. Если заполнить водой (без остатков воздуха) металлическую бочку, закрыть герметично крышку и выставить на мороз, то лёд разорвёт бочку по шву или выдавит дно. Когда-то в юности я, обучаясь в техникуме, проходил практику на химическом предприятии. Там, в частности был трубопровод с горячим маслом. Чтобы масло не остывало, масляная труба была заключена в другую трубу большего диаметра. По образующемуся кольцевому пространству подавался водяной пар. Однажды зимой предприятие остановили на ремонт (аварийно). При этом никто не подумал о том масляном трубопроводе "труба в трубе". Во время ремонта пар, естественно, не подавался. Арматура на входе пара и выходе конденсата была закрыта. на горизонтальном участке этого трубопровода был прогиб (естественно, вниз). Так вот вода, образовавшаяся при конденсации пара, собралась в этой низине, и замёрзла. При этом создалось такое давление, что внутреннюю трубу (диаметром около 50 мм и толщиной около 3 мм) просто сплющило так, что по ней не могло проходить масло.

А в природе, попавшая в трещины камней или скал вода при замерзании раскалывает их.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
2

Это давление известно, и его в принципе можно рассчитать. А возникает давление вот почему. При замерзании воды из одного ее литра получается 1,09 куб. дм льда. Если вода замерзает в замкнутом объеме, льду "некуда деваться", поэтому он начинает сжимать воду. Вода сжимается очень неохотно, хотя коэффициент сжимаемости давно измерен и равен 5х10-5 атм-1. То есть при увеличении давления на 1 атм вода сжимается всего на несколько стотысячных от исходного объема. В результате образование даже тонкого слоя льда (сосуд замкнут, лет растет с его внутренней поверхности) приведет к очень большому повышению давления. Кстати, лед тоже немного сжимается, но в несколько раз хуже, чем вода. Расчет показывает, что если из 10 л воды замерзло 0,1 л, то на стенке сосуда образуется слой льда толщиной 0,5 мм. При этом давление в сосуде уже будет 20 атм. При понижении внешней температуры и увеличении толщины ледяной корки давление быстро увеличивается. Если бы лед был несжимаем, можно было бы получить любое давление, теоретически хоть миллион атмосфер. Однако реально при давлении около 2050 атм структура обычного льда перестраивается и давление больше не растет. Получается тяжелый лед-III, более плотный, чем вода.

Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
Быстрая регистрация
OpenID