З якою силою розширюється вода при замерзанні?
Відповідей: 3
Відповідь на це питання дати можна, тому що стисливість води відома (вона дорівнює 5х10 в мінус 5-го ступеня зворотних атмосфер), а сжимаемостью льоду можна в першому наближенні знехтувати (вона приблизно в чотири рази менше). Якщо воду укласти в порожнину з дуже міцного матеріалу (наприклад, заливши її через канал з різьбленням і гвинтовий пробкою) і почати охолоджувати, то вода в порожнині почне замерзати з поверхні. При замерзанні води льоду виходить за обсягом більше - 1,09 літра з 1 л води (тому лід легше). Новоутворена скоринка льоду починає стискати воду. В результаті тиск швидко зростає. Можна підрахувати, що при замерзанні всього 1% води тиск буде близько 20 атм. Якщо лід не стискалася, то при замерзанні 99% води тиск б виросло дол 200 тисяч атмосфер. Але вже при 2060 атм (і температурі -22 ° С) структура льоду змінюється, він переходить в щільний лід-III, і тиск більше не росте.
Питання сформульоване так, що на нього неможливо дати певну відповідь. Але тим не менше, описовий відповідь дати можна. Взимку 1966-1967 року мені довелося працювати на Стерлитамакском хімічному заводі. І ось, так склалося, що посередині зими цех з виробництва ацетилену довелося зупинити на капітальний ремонт. У цеху для очищення суміші газів застосовувалося дуже в'язке мінеральне масло. Щоб зменшити в'язкість, масло прокачувати по трубі, яка містилася в іншу трубу (система "труба в трубі"). У міжтрубний простір подавався водяна пара. І ось, коли цех зупинили на капремонт, нікому не спало на думку, що міжтрубний простір потрібно продути, і видути звідти пар. Природно, пар в міжтрубномупросторі Сконденсована, конденсат (вода) зібралася в самому нижньому ділянці (горизонтальній) труби, і замерзла. При цьому вона здавила внутрішню трубу так, що труба в перерізі виглядала як сарделька (або півмісяць). Товщина внутрішньої труби була близько 3-5 мм (справа була давно, точні розміри не пам'ятаю). Так що можете собі уявити, яка сила потрібна для того, щоб втиснути ділянку сталевої труби всередину, до освіти півмісяця.
Оцінити величину тиску при замерзанні води можна на прикладах розморожування двигунів внутрішнього згоряння, в яких максимальний робочий тиск досягає 200 атм, а при замерзанні води в сорочці блоку циліндрів лід розриває стінки сорочки. Значить тиск замерзлої води набагато більше 200 атм.
Залишити відповідь