При замерзании объем воды возрастает внезапно примерно на 11 %.
При замерзании воды в замкнутом пространстве и превращении ее в лед происходит расширение объема, что приводит к возникновению избыточного давления, достигающего, как показывают наблюдения, 2500 кгс/см2.
Естественные науки
с какой силой вода при замерзании давит на стенки сосуда?
Вопрос этот весьма сложный. Дело в том, что если взять абсолютно жёсткий закрытый сосуд и поместить воду внутрь и охладить её до нуля градусов, то вода не замёрзнет если ей не дать расшириться в лёд! Если охладить ещё ниже, то абсолютно жёстких сосуд не даст ей замерзать. Я полагаю что при какой-то низкой температуре вода всё же замёрзнет в сжатом состоянии и лёд естественно будет иметь плотность 1 г/см^3. Какое при этом будет давление - трудно сказать. Я не думаю, что найдутся здесь мудерецы, которые ответят на этот вопрос. Надо бы поставить эксперимент, но где взять абсолютно жёсткий сосуд?
Кстати, конькобежцы пользуются этим способом плавления льда, оказывая на него огромное давление узкими лезвиями, они его моментально плавят без нагревания.
Однако вот я нашёл информацию про разные "льды". оказывается есть лёд, который плотнее воды:
"Ice III A tetragonal crystalline ice, formed by cooling water down to 250 K at 300 MPa. Least dense of the high-pressure phases. Denser than water."
То есть такой лёд будет создавать давление 300 МРа - это почти 3000 атмосфер!
Вот полная таблица:
Phase Characteristics
Amorphous ice Amorphous ice is an ice lacking crystal structure. Amorphous ice exists in three forms: low-density (LDA) formed at atmospheric pressure, or below, high density (HDA) and very high density amorphous ice (VHDA), forming at higher pressures. LDA forms by extremely quick cooling of liquid water ("hyperquenched glassy water", HGW), by depositing water vapour on very cold substrates ("amorphous solid water", ASW) or by heating high density forms of ice at ambient pressure ("LDA").
Ice Ih Normal hexagonal crystalline ice. Virtually all ice in the biosphere is ice Ih, with the exception only of a small amount of ice Ic.
Ice Ic A Metastable cubic crystalline variant of ice. The oxygen atoms are arranged in a diamond structure. It is produced at temperatures between 130-150 K, and is stable for up to 200 K, when it transforms into ice Ih. It is occasionally present in the upper atmosphere.
Ice II A rhombohedral crystalline form with highly ordered structure. Formed from ice Ih by compressing it at temperature of 190-210 K. When heated, it undergoes transformation to ice III.
Ice III A tetragonal crystalline ice, formed by cooling water down to 250 K at 300 MPa. Least dense of the high-pressure phases. Denser than water.
Ice IV A Metastable rhombohedral phase. Doesn't easily form without a nucleating agent.
Ice V A monoclinic crystalline phase. Formed by cooling water to 253 K at 500 MPa. Most complicated structure of all the phases.
Ice VI A tetragonal crystalline phase. Formed by cooling water to 270 K at 1.1 GPa. Exhibits Debye relaxation.
Ice VII A cubic phase. The hydrogen atoms' positions are disordered; the material shows Debye relaxation. The hydrogen bonds form two interpenetrating lattices.
Ice VIII A more ordered version of ice VII, where the hydrogen atoms assume fixed positions. Formed from ice VII, by cooling it below 5 °C.
Ice IX A tetragonal metastable phase. Formed gradually from ice III by cooling it from 208 K to 165 K, stable below 140 K and pressures between 200 and 400 MPa. It has density of 1.16 g/cm³, slightly higher than ordinary ice.
Ice X Proton-ordered symmetric ice. Forms at about 70 GPa.
Ice XI An orthorhombic low-temperature equilibrium form of hexagonal ice. It is ferroelectric.
Ice XII A tetragonal metastable dense crystalline phase. It is observed in the phase space of ice V and ice VI. It can be prepared by heating high-density amorphous ice from 77 K to about 183 K at 810 MPa.
Ice XIII A monoclinic crystalline phase. Formed by cooling water to below 130 K at 500 MPa. The proton-ordered form of ice V.
Ice XIV An orthorhombic crystalline phase. Formed below 118 K at 1.2 GPa. The proton-ordered form of ice XII.
Ice XV The proton-ordered form of ice VI formed by cooling water to around 108-80 K at 1.1 GPa.
Кстати, конькобежцы пользуются этим способом плавления льда, оказывая на него огромное давление узкими лезвиями, они его моментально плавят без нагревания.
Однако вот я нашёл информацию про разные "льды". оказывается есть лёд, который плотнее воды:
"Ice III A tetragonal crystalline ice, formed by cooling water down to 250 K at 300 MPa. Least dense of the high-pressure phases. Denser than water."
То есть такой лёд будет создавать давление 300 МРа - это почти 3000 атмосфер!
Вот полная таблица:
Phase Characteristics
Amorphous ice Amorphous ice is an ice lacking crystal structure. Amorphous ice exists in three forms: low-density (LDA) formed at atmospheric pressure, or below, high density (HDA) and very high density amorphous ice (VHDA), forming at higher pressures. LDA forms by extremely quick cooling of liquid water ("hyperquenched glassy water", HGW), by depositing water vapour on very cold substrates ("amorphous solid water", ASW) or by heating high density forms of ice at ambient pressure ("LDA").
Ice Ih Normal hexagonal crystalline ice. Virtually all ice in the biosphere is ice Ih, with the exception only of a small amount of ice Ic.
Ice Ic A Metastable cubic crystalline variant of ice. The oxygen atoms are arranged in a diamond structure. It is produced at temperatures between 130-150 K, and is stable for up to 200 K, when it transforms into ice Ih. It is occasionally present in the upper atmosphere.
Ice II A rhombohedral crystalline form with highly ordered structure. Formed from ice Ih by compressing it at temperature of 190-210 K. When heated, it undergoes transformation to ice III.
Ice III A tetragonal crystalline ice, formed by cooling water down to 250 K at 300 MPa. Least dense of the high-pressure phases. Denser than water.
Ice IV A Metastable rhombohedral phase. Doesn't easily form without a nucleating agent.
Ice V A monoclinic crystalline phase. Formed by cooling water to 253 K at 500 MPa. Most complicated structure of all the phases.
Ice VI A tetragonal crystalline phase. Formed by cooling water to 270 K at 1.1 GPa. Exhibits Debye relaxation.
Ice VII A cubic phase. The hydrogen atoms' positions are disordered; the material shows Debye relaxation. The hydrogen bonds form two interpenetrating lattices.
Ice VIII A more ordered version of ice VII, where the hydrogen atoms assume fixed positions. Formed from ice VII, by cooling it below 5 °C.
Ice IX A tetragonal metastable phase. Formed gradually from ice III by cooling it from 208 K to 165 K, stable below 140 K and pressures between 200 and 400 MPa. It has density of 1.16 g/cm³, slightly higher than ordinary ice.
Ice X Proton-ordered symmetric ice. Forms at about 70 GPa.
Ice XI An orthorhombic low-temperature equilibrium form of hexagonal ice. It is ferroelectric.
Ice XII A tetragonal metastable dense crystalline phase. It is observed in the phase space of ice V and ice VI. It can be prepared by heating high-density amorphous ice from 77 K to about 183 K at 810 MPa.
Ice XIII A monoclinic crystalline phase. Formed by cooling water to below 130 K at 500 MPa. The proton-ordered form of ice V.
Ice XIV An orthorhombic crystalline phase. Formed below 118 K at 1.2 GPa. The proton-ordered form of ice XII.
Ice XV The proton-ordered form of ice VI formed by cooling water to around 108-80 K at 1.1 GPa.
Максим Волков
24 067
При 0 °C вода в прочном сосуде затвердеет с давлением 6000 атмосфер — впятеро больше, чем на дне Марианской впадины
Наталья Беклемишева
1 047
вроде он только давит на дно.... то есть на стенки с силой равной 0.. вроде так...
Полиночка !!!
267
Вода одно из самых сложных веществ. И обладает многими аномальными свойствами.
Виталий Фоминых
197
Похожие вопросы
- Вода при замерзании сжимается или разширяется?
- Почему при кипении воды, пузыри выделяются на дне и стенках сосуда?
- Если вода при замерзании расширяется, то значит она может совершать механическую работу.
- представте, что вода при замерзании сжималась бы как большинство веществ в природе. что из этого получится ?
- Вода при замерзании расширяется. А, когда лед тает, она снова сжимается, или не меняет объем?
- Для какого случая давление жидкости на стенку сосуда определяется по формуле p=þgh/2?Это среднее давление?
- Если планета перестанет вращаться, то на сколько вырастет наш вес, то есть сила, с которой мы давим на планету?
- Откуда возникает сила, которая разрывает высокопрочные трубы при замерзании воды?
- Что добавить в воду что бы при замерзании она не расширялась?
- Что при замерзании расширяется, кроме воды? Или все остальные вещества только сжимаются при охлаждении/замерзании?