Шта се дешава када замрзнете воду у контејнеру тако снажно да вода не може проширити у лед?

Шта се дешава када замрзнете воду у контејнеру тако снажно да вода не може проширити у лед?

Неки читаоци могу се сетити научне класе у којој је узбудљив учитељ прошао испред класе како би показао мали, напуштени челични контејнер, који је наизглед оштетио невероватно снажна, али мала сила; само за учитеља да открије да је штета учињена ништа више од воде. Међутим, шта би се догодило ако ставите воду у контејнер који не би могао да избије и онда га замрзне?

Кратак одговор је да се вода и даље претвара у лед; Међутим, ако истински не може да прекине везу контејнера, она је заробљена унутра, она се претвара у потпуно другачију врсту леда него што смо навикли да видимо.

Тренутно знамо 15 различитих "чврстих фаза" воде, ака леда, при чему се сваки тип разликује због различите густине и унутрашње структуре. Облик који је највероватније познат је Хекагонал Ице, што се дешава када се нормално стање замрзава. Ако наставите да смањите температуру хексагоналног леда, он ће на крају постати кубни лед; подесите температуру и притисак даље и можете креирати Ице ИИ, Ице ИИИ све до леда КСВ.

Због инхерентних потешкоћа у производњи таквих високих / ниских притисака и температура, науку је доживео све до 2009. године како би у потпуности документовао сваку познату форму леда. Већину финалних форми леда открио је делимично група истраживача на хемијском одсеку Оксфорд универзитета који су први пут могли да креирају Ице КСИИ, КСИВ и КСВ.

У случају Ице КСВ, стварајући га укључивањем леда ВИ и ударањем температуре до -143 степени Целзијуса пре него што је изложио притиску у 10.000 пута већи од сопствене атмосфере Земље. Ова коначна форма леда, и продужени облик воде, ипак је успевала изненадити чак и умове у Оксфорду, када се супротставила свим њиховим очекивањима, показала се потпуно антиферроелектричном, уопште није у стању да држи оптужбу.

Али у најједностављенијем смислу, различити облици леда створени су кроз различиту комбинацију притиска и температуре, тачне комбинације које се могу наћи с брзим прегледом фазног дијаграма воде. Међутим, научници могу вештачки савијати ваге у своју корист различитим средствима. На пример, када су креирали Ице КСИИИ и КСИВ, др. Цхристопх Салзманн и његов тим у Оксфорду користили су пажљиве мјере хлороводоничне киселине како би измијенили температуру потребну за стварање леда.

Ако се горње чини прилично једноставно у шеми ствари, то је зато што су и други научници, као што је Проф. Јохн Финнеи (који је био дио тима који је открио и креирао Ице КСИИ 1996. године) да је Салцманов тим учинио за неколико година оно што други истраживачи нису могли учинити у 40. години.

Повратак на питање у руци, регуларни лед или барем верзију коју сте упознали пре него што смо вам рекли о другим 14 врста, може да примени велике количине силе када се замрзне и проширује. То је због јединствене особине воде, углавном да је мање густо чврста него као течност. Ова диспаритета густине је последица тога како молекули воде реагују на замрзавање; молекули воде се споје у ригидну хексагоналну структуру која оставља мали, али ипак значајан јаз између атома који није био тамо када је вода била течност. За радознала, вода достиже своју густу тачку на 4 степена Целзијуса; било који хладњак или топлије и почиње да се шири.

Дакле, колико је снага сила способна да изврши? Па, људи већ дуго покушавају да то раде. Године 1784. и 1785. један мајор Едвард Вилијамс је искористио време у Квебеку и поновио покушај и није пронашао метод за задржавање леда. Виллиамс је у почетку покушао да запечати воду у артиљеријским гранатама, чије су чепице од ливеног гвожђа лансиране 475 стопа уз запањујуће 20 стопа у секунди када је притисак постао превелик. Неодговарајући, Виллиамс је потом узео утикаче на месту користећи куке, само да би се гранате раздвојиле у две.

У другом експерименту направљен је покушај попуњавања топова направљених од једног инча ливеног гвожђа са водом само за њих како би се раздвојили када је замрзнуто. Академици у Фиренци касније су покушали да напуне лопту направљену од једног инчног дебелог месинга са водом само за то да се креће када је замрзнуто. Касније су разјаснили да потребна сила ради на око 27.720 фунти.

За тачнији одговор, потребно је још једном да се вратите на дијаграм водене фазе, што показује да ће се лед претворити у Ице ИИ када притисак достигне 300 Мега Паскала, што је тачно 43,511.31 фунти силе по квадратном инчу. Другим речима, то је количина притиска који би контејнер требало да буде у стању да преживи како би спречио да се вода претвара у редован лед, уместо тога изазивајући то да се претвори у Ице ИИ.

Дакле, да бисте одговорили на почетно питање, ако сте замрзнули воду у контејнеру тако јаком да се не може претворити у лед, то ће и даље претворити у лед, само нешто другачију врсту леда у смислу научне класификације и његове унутрашње структуре. Наука!

Бонус факт:

  • Теоретизовано је да ће на притисцима негде између 1.55-5.62 терапаскала лед постати металик.

Оставите Коментар

Популар Постс

Избор Уредника

Категорија