Logo hu.emedicalblog.com

Mi történik, ha vízbe fagyasztja a tartályban annyira erős a víz, hogy nem bővíthető a jégbe?

Mi történik, ha vízbe fagyasztja a tartályban annyira erős a víz, hogy nem bővíthető a jégbe?
Mi történik, ha vízbe fagyasztja a tartályban annyira erős a víz, hogy nem bővíthető a jégbe?

Sherilyn Boyd | Szerkesztő | E-mail

Videó: Mi történik, ha vízbe fagyasztja a tartályban annyira erős a víz, hogy nem bővíthető a jégbe?

Videó: Mi történik, ha vízbe fagyasztja a tartályban annyira erős a víz, hogy nem bővíthető a jégbe?
Videó: Can You Stop Water From Expanding When It Freezes Into Ice? 2024, Március
Anonim
Egyes olvasók emlékeztetnek egy olyan tudományi osztályra, amelyben egy izgatott tanár elindult az osztály elé, hogy megmutassa egy apró, repedezett acéltartályt, amelyet látszólag megsértett egy hihetetlenül erős, de apró erő; csak azt mondta a tanárnak, hogy kiderüljön, hogy a kár nem több, mint a víz. Azonban mi történne, ha a vizet egy tartályba helyezi, amelyből nem tud kitörni, majd befagyasztani?
Egyes olvasók emlékeztetnek egy olyan tudományi osztályra, amelyben egy izgatott tanár elindult az osztály elé, hogy megmutassa egy apró, repedezett acéltartályt, amelyet látszólag megsértett egy hihetetlenül erős, de apró erő; csak azt mondta a tanárnak, hogy kiderüljön, hogy a kár nem több, mint a víz. Azonban mi történne, ha a vizet egy tartályba helyezi, amelyből nem tud kitörni, majd befagyasztani?

A rövid válasz az, hogy a víz még mindig jéggé változik; Ha azonban valóban nem tudja megtörni a tartály kötéseket, belsejébe szorul, akkor nagyon különböző jéggé változik, mint ahogyan szokásunk látni.

Jelenleg ismerjük a 15 különböző "szilárd fázist" a víz, más néven jég, és mindegyik típus külön-külön különbözõ sûrûség és belsõ szerkezet miatt. A leginkább ismertté vált formája a Hexagonal Ice, ami akkor történik, amikor a rendszer normális körülmények között normálisan lefagy. Ha továbbra is csökkenti a hatszögletű jég hőmérsékletét, akkor végül Cubic Ice lesz; tovább finomítja a hőmérsékletet és a nyomást, és létrehozhat Ice II, Ice III-t egészen a Ice XV-ig.

Az ilyen magas / alacsony nyomások és hőmérsékletek kialakulásának nehézségei miatt a tudomány egészen a közelmúltban, 2009-ig a tudomány minden ismert jégformáját teljes mértékben dokumentálta. A jég utolsó formáinak többségét részben az Oxfordi Egyetem Kémiai Tanszékének kutatói fedezték fel, akik először XII., XIV. És XV.

A XV-es jég esetében az Ice VI-t is magába foglaló, és a hőmérsékletet -143 Celsius fokig lecsapta, mielőtt 10 000-szer nagyobb nyomást gyakorolna a Föld saját hangulatára. A jég eme végső formája és a vízbővítő forma még mindig az Oxfordi elméket is meglepte, ha minden elvárásuk ellenére teljesen antiferroelektromosnak bizonyult, és egyáltalán nem tudott díjat tartani.

De a legegyszerűbb értelemben a különböző jégformákat a nyomás és a hőmérséklet különböző kombinációjával hozhatjuk létre, amelynek pontos kombinációit a víz fázisdiagramja gyors megismerése révén találjuk meg. Azonban a tudósok mesterségesen felhúzhatják a mérlegeket a javukra különböző módon. Például a XIII. És XIV. Évfolyam létrehozásakor Dr. Christoph Salzmann és csapata Oxfordban óvatosan alkalmazta a sósavat, hogy megváltoztassa a jég létrehozásához szükséges hőmérsékletet.

Ha a fentiek meglehetősen egyszerűnek tűnnek a dolgok rendjében, azért van, mert és más tudósok, például John Finney professzor (aki az 1996-os Ice XII-t felfedező és létrehozó csapat része volt) hogy a Salzmann csapata néhány éven belül elvégezte azt, amit más kutatók nem tehetnek 40-ben.

Visszatérve a kérdéshez, a rendszeres jég, vagy legalábbis az a változat, amit már ismertek, mielőtt elmondanánk a másik 14 féle típusról, képes nagy mennyiségű erő alkalmazására, amikor lefagy és kibontakozik. Ez azért van, mert nagyon egyedi tulajdonsága van a víznek, főleg, hogy kevésbé sűrű, mint szilárd, mint folyadék. Ez a sűrűségbeli eltérés annak a következménye, hogy a víz molekulái miként reagálnak a fagyasztásra; a vízmolekulák egy merev, hatszögletű szerkezetbe kapcsolódnak, amely kis, de mégis jelentős szakadékot hagy az atomok között, amelyek nem voltak ott, amikor a víz folyékony volt. A furcsa, a víz eléri a sűrű pontot 4 Celsius fokon; minden hűvösebb vagy melegebb, és elkezd szélesedni.

Tehát pontosan mennyi erő a jég, amely képes gyakorolni? Nos, az emberek régóta próbálják ki ezt. 1784-ben és 1785-ben egy Edward Williams őrnagy kihasználta az időjárást Quebecben, és ismételten megpróbálta, és nem találta meg a jégtárolási módszert. Williams először megpróbálta lezárni a tüzérségi héjak belsejében lévő vizet, amelynek öntöttvas dugója 475 láb volt, másodpercenként egy másodpercenként meglepő módon, amikor a nyomás túlságosan nagy. Meggátolhatatlanul, Williams elkezdte rögzíteni a dugókat a horogok segítségével, csak azért, mert a kagyló kettéhasadt.

Egy másik kísérletben megpróbálták az 1 cm vastag öntöttvasból készült ágyúkat vízzel megtölteni, mert csak akkor kellett őket feldarabolni, amikor megfagytak. A firenzei tudósok később megpróbálták feltölteni egy golyót egy hüvelyk vastag sárgarézből vízzel, csak azért is, mert lefagyott. Később kiderült, hogy az ehhez szükséges erő elérte a 27.720 fontot.

Pontosabb válasz esetén újra meg kell térnie a vízfázis diagramra, ami azt mutatja, hogy a jég Ice II-re változik, ha a nyomás elérte a 300 Mega Pascal-t, ami pontosan 43,511,31 kilogramm erő négyzethüvelykenként. Más szóval ez az a nyomásmennyiség, amelyet egy tartálynak képesnek kell lennie ahhoz, hogy túlélje, hogy megakadályozza a víz rendszeres jéggé való átalakulását, és ezáltal a II.

Tehát ahhoz, hogy megválaszolhassuk az első kérdést, ha a tartályban lévő olyan erős vizet, amely olyan erős volt, hogy nem jöhetne létre, még mindig jéggé változik, csak egy kicsit másfajta jég a tudományos minősítés és annak belső felépítése szempontjából. Tudomány!

Bónusz tény:

Elméletileg elmondható, hogy az 1.55-5.62-es terápiás kaszkádok közötti nyomáson a jég fémes lesz.

Ajánlott: