Рассказать друзьям
Физика 4 декабря 2010

Расширение воды при замерзании (часть 2)

Сегодняшний эксперимент является продолжением предыдущего (см. статью ”Расширение воды при замерзании” ). В прошлый раз мы брали запаянную консервную банку, у которой замерзшая вода выдавила нижнюю крышку. При этом, как легко заметить, верхняя крышка осталась нетронутой. Объяснение этого было дано в комментариях к статье: первые кристаллики льда всплывают вверх, так что в итоге образуется дополнительная ледяная “пробка”, которая “держит форму”, не давая выдавливаться верхней крышке. Поэтому основное усилие идет на нижнюю крышку.

Теперь повторим тот же самый эксперимент, но без верхней крышки консервной банки. Основной вопрос, который здесь интересно выяснить: хватит ли у верхней ледяной корки прочности, чтобы удержать расширяющийся объем воды? Другими словами, с какой стороны выдавится лед – сверху (через ледяную корку) или снизу (через жестяное дно)?

Поставленный опыт показывает, что лед выдавливается через верх. При этом хорошо видны большие трещины, идущие по всей поверхности. Объяснение такого результата довольно очевидно: после того, как банка с водой была поставлена в морозилку, первой начала замерзать вода сверху и вдоль стенок. Последней замерзла вода в центре. Именно она, расширившись, привела к выдавливанию верхней корки льда. В результате этого и образовались трещины.

Более необычно замерзание воды в плоском пластиковом контейнере. Здесь хорошо виден “нарост” с одного угла.


В связи с полученными результатами хотелось бы предложить читателям очередное домашнее задание:

1. По поводу замерзания воды в открытой консервной банке. По идее, этот опыт должен был воспроизвести тот случай, когда садоводы случайно оставляют воду в баках, стоящих на улице. При этом, как известно, у этих баков выдавливает дно (при замерзании воды). Однако у нас такого не получилось, и лед спокойно выдавливается вверх. Дно же банки остается невредимым. Объясните, почему так получается, и где различие с реальной ситуацией.

2. Предложите модель того, как в плоском контейнере образовался такой ледяной бугор.

За каждый из ответов – бонус 20 рублей на ваш номер сотового телефона.


Видео

Комментарии ( 8 )
  • COOLer 17 декабря 2010, 11:18
    Не совсем могу смоделировать в голове процесс замерзания в плоском контейнере, но мне кажеться, что появление бугра связанно с тем, что это угол с бугром был ближе либо дальше к хладо–генерирующему элементУ
  • Administrator 18 декабря 2010, 09:01
    COOLer, в моих экспериментах бугры в контейнере появлялись в разных местах. Можете проверить сами.
  • Alex 11 июня 2011, 20:45
    Кристаллизация начинается с наиболее холодных мест, вытесняя, например, к центру примеси и соли.
    Эти примеси не могут быть плотнее упакованы, чем молекулы воды. Поэтому и объёмом они больше (бугры).
    Этим методом очищают кремний для микросхем, а некоторые люди и воду (смывая выпуклости и непрозрачный лёд струёй воды).
  • Alex 11 июня 2011, 22:12
    Хочу добавить, что очищенная таким способом от грязи "талая" вода хоть и вкусная, но злоупотреблять ею не стоит.
    В любой дистиллированной воде нет необходимых организму солей и минеральных веществ.
  • Виталий 30 сентября 2011, 18:39
    Вот хотел полюбопытствовать, если вода расширяется при замерзании, то это значит что она занимает больший объем, а это значит что при таянии ледников нас ждут не наводнения, а скорее некая "засуха", как так?
    Ответ если не трудно киньте на мыло.
  • Василий 1 октября 2011, 23:38
    вы ложили в морозилку, там температура с всех сторон была одинаковая, а вот у дачников со стороны дна т. е. земля температура выше чем снаружи. Поэтому процесс замерзания происходит по другому.
  • Administrator 2 октября 2011, 22:18
    Виталий, основная масса льда – в Антарктиде и Гренландии – лежит на скальной породе, а не плавает. Так что при таянии уровень океана будет только повышаться.
  • Pingvin222 2 марта 2012, 02:18
    Получил патент РФ на способ получения энергии при замерзании воды в естественных условиях.
    Прошу эрудитов произвести расчет расчет получаемой энергии(патент вышлю по мылу)
    В. Коваленко
Ваш комментарий
 
Кому:
Ваше имя:
Ваш e-mail:
Комментарий:
 
  гостевые комментарии проверяются модератором