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.