Kde se bere v mrznoucí vodě energie na rozdrcení materiálu?

Jasný, když se voda mění v led, zvětšuje svůj objem. K vůli tomu nám může prasknout třeba zamrzlé vodovodní potrubí. Kde se ale bere energie ledu, potřebná k rozdrcení např. železné trubky, když zamrzání vody je děj, při kterém se energie z látky naopak odebírá? Jak to, že má zvětšující se led takovou sílu?

Odpovědět

Zajímavá 3 před 1184 dny

Sledovat Nahlásit

Diskuze: 14 příspěvků, nejnovější před 290 dny

Nejlepší odpověď

podger

To Otazník123: ta otázka VŮBEC NENÍ ŠPATNÁ. Je vidět, že přemýšlíš.
To aliendrone: energie spojená s fázovým přechodem je obrovská. V tomto případě však nehraje roli. Jednoduše nevysvětlí prasklou trubku
To Dochy: Hmota, která jen tak rozdává energii? To jako vážně?

Vysvětlení je mnohem prostší. Topologie molekuly vody je (pro představu) véčko.
Jestliže kyslík je vrcholem trojúhelníku a vodíky jsou ramena, tak úhel mezi vodíky je zhruba 104 úhlových stupňů. Jak teplota vody klesá, tak se ten úhel zvětšuje a hmota vody musí zaujmout větší prostor. Snadné, bo to mám vysvětlit jinak?

4 před 1184 dny

0 Nominace Nahlásit

Další odpovědi

aliendrone

Je to v reálu složitý proces, ale v podstatě sis odpověděl sám ohledně „energetického principu“. Ona ta „odebíraná energie“ nikam nemizí (zákon zachování), když něco ochlazuješ, musíš OHŘÁT něco jiného, popřípadě JINAK odebranou energii PŘEDAT/ODEVZDAT. Kupříkladu trubce vodovodního potrubí. A energie spojená s fázovým přechodem z vody na led není malá, nejde „jen o prosté ochlazení“. :)

3 před 1184 dny

0 Nominace Nahlásit

Kelt

Voda je velmi zajímavá látka. Podle složení by měla být za normálních podmínek plyn, ale díky elektronegativitě kyslíky, který přitahuje pozitivnější vodík je složení molekuly vody 6 nebo 8 x H2O. A zajímavá je ta skutečnost, že největší hustotu má voda při 4 ° C, ale taje při 0°C. A voda je jediná látka, která přechází na takovou fázi, která ochlazováním zvyšuje svůj objem. Možná je v tom zahrnuta změna povrchového napětí, protože voda má velké povrchové napětí, což umožňuje některým vodním živočichům běhat po vodní hladině. Zda je v tom termodynamika, geometrie úhlu nedokážu říci. Otázka určitě k zamyšlení.

3 před 1184 dny

0 Nominace Nahlásit

Emefej

Velmi zjednodušeně – v kapalné vodě jsou jednotlivé molekuly H2O k sobě přitahovány pseudo vazbou zvanou vodíkový můstek, vodíkový můstek je krátký, molekuly jsou tedy blízko u sebe, voda má menší objem. V běžném ledu jsou molekuly uspořádány do hexagonální mřížky, jsou dále od sebe, led má tedy větší objem.

2 před 1184 dny

0 Nominace Nahlásit

ChatGPT

Voda v její pevné formě, tedy led, má jednu zvláštní vlastnost. Na rozdíl od většiny ostatních látek se při přechodu z kapalného do pevného skupenství nerozšiřuje, ale naopak se smršťuje. Poté, co dosáhne 4 stupňů Celsia, začíná se opět rozšiřovat až do tuhnutí. Když voda zamrzá, vytvářejí molekuly vody krystalickou strukturu, která potřebuje více místa než původní kapalná forma, takže se zvětšuje až o 9% svého původního objemu. Tento nárůst objemu vede k obrovskému nárůstu tlaku, který může dosáhnout až 2100 atmosfér.

Energie, která je „použita“ k prasknutí trubek nebo nejrůznějších materiálů, není poskytována vodou jako takovou, ale tlakem, který se vytvoří při tomto procesu. Tato síla nemá nic společného s teplem nebo chladem, ale s fyzikálními vlastnostmi vody. Takže není opravdu otázkou energie, která se přidává nebo odebírá, ale otázkou změny objemu a tlaku.

0 před 485 dny

0 Nominace Nahlásit

Tady nikdo nenapsal odpověď. Nejspíš nejjednodušší je představit si píst, kterým bude místo páry pohybovat voda měnící se v led. Když si to představíme jako cyklický děj, půjde jednoduše o tepelný motor pouze s tím, že pracuje při nižší teplotě a síly při smrštění a rozpínání působí obráceně. Do takového motoru je dodáváno teplo a odchází menší teplo. Ten rozdíl je odevzdáván prací, kerou vykonává píst. Poměr mezi dodaným teplem a odvedenou prací by nám dával účinnost motoru . . . tak je spíš otázka, jaká by byla účinnost motoru pracujícího se skupenskou změnou. Asi by byl také docela pomalý.
Představme si třeba takovýto mrazový motor dávaný střídavě do mrazu a na sluníčko – tím vidíme, že převádí tepelnou energii ze slunce do nějaké mrazivé místnosti, ovšem část té energie předá ve formě mechanické práce, tedy síly působící po dráze. Pokud by se taková práce třeba třením změnila celá v teplo, což by se v případě těch pukajících trubek (asi) dělo, je tím dáno, že objem energie přicházející a odcházející je stejný

Upravil/a: CK

0 před 369 dny

0 Nominace Nahlásit

Diskuze k otázce

Liborz

Vážení, ono to bude ještě malinko složitější. Při ochlazování vody v trubce bude docházet zároveň k ochlazování té trubky, že? A co udělá materiál trubky? Smršťuje se se snižující teplotou proti roztahujícímu se ledu. Pokud by to uměl někdo exaktně spočítat, klobouk dolů!

před 290 dny Odpovědět Nahlásit

Jones James

Hello! I'm quite sure I've been to this website before [url=https://poppyplaygame.io/] poppy playtime[/url] but I'm not entirely sure. earlier, but after reading through some of the other postings, I understood that it was something I had never experienced before. Regardless, I am really delighted I came across it, and I have book-marked it and will be coming back frequently!

před 353 dny Odpovědět Nahlásit

Rilika25

Příspěvek smazán administrátorem.

před 1160 dny Odpovědět Nahlásit

podger

To Kelt: Mnohem lepší úvaha, než moje. Za mě palec a nejužitěčnejčí odpověď (tu ale může dát jen Otazník123). Dobře ty

před 1182 dny Odpovědět Nahlásit

EKSOT123

Podle mě ještě nevznikl vědní obor, který by se tím zabýval. Co naznačil Emefej je pouze jedna ze vstupních informací. Nejde jen o změnu vody na led, ale i na páru. A je spousta dalších podobných skokových procesů, které by bylo zajímavé zkoumat.

před 1183 dny Odpovědět Nahlásit

podger

To Emefej: Pokud někoho odpovědi na toto tema opravdu zajímají, tak máme obrovské štěstí, že jsme současníky MISTRA ve fyzikální osvětě. Vyprdni se na žabomyší spory. Exaktní vědy jsou neúprosné. Buď víš nebo ne. Neomlouvám se. Netřeba to brát osobně
https://www.youtube.com/watch?v=OKzS5vuidCc
https://www.youtube.com/watch?v=kqLRA3EK0Pc

před 1184 dny Odpovědět Nahlásit

Dochy

Podger: Co se Ti nelíbí na tom, že někde něco předává energii? A nikde jsem nepsal že „jen tak rozdává“. Ale ano, veškeré změny teploty jsou o předávání energie. A pokud se nějaká energie předává, musí tam být někdo/něco, kdo dává, a jiný, kdo bere.

před 1184 dny Odpovědět Nahlásit

podger

To Dochy: Nejsi blbej a na spoustu tvých odpovědí jsem dal a budu dávat palec. Máš poměrně slušný rozhled a dovedeš znalost předat. Ale slib mi, je to i ve tvém zájmu, že už nikdy nikdy nikdy nikdy nikdy se nebudeš vyjadřovat k otázkám týkajícím se fyziky. Pár odpovědí od tebe už jsem četl a mohu zodpovědně prohlásit, že o fyzice víš GOV. není třeba mít na všechno názor. Zvláště ne v oboru, ve kterém jsi měl už na základce za pět

před 1184 dny Odpovědět Nahlásit

Podger: už nikdy nikdy nikdy nikdy ze sebe nedělej čuráka, který všechno ví, všechno zná, všude byl a od všech dveří má klíč!

Na otázku jsi neodpověděl! Možná jsi popsal, jak probíhá proces roztahování hmoty, ale odkud bere zmrzlá hmota energii víš prd.

před 1183 dny Odpovědět Nahlásit

Dochy

Podger: Sorry, ale moc přesné odhady nemáš. Tak snad pochopíš, že Tvá výzva zůstane z mé strany nevyslyšena.

před 1184 dny Odpovědět Nahlásit

Emefej

podger> mohl bys prosím sepsat seznam témat, ke kterým se jednotliví účastníci smějí vyjadřovat?

Vrcholový úhel v molekule H2O(l) je opravdu 104, 45°, proč není 109,5°, jak by měl v tetraedru podle hybridizace sp3 správně být?

před 1184 dny Odpovědět Nahlásit

Dochy

Alien: Mám z toho pocit, že ses do toho trochu zamotal… Tu energii právě odebíráš ve formě tepla a přesto ten led (resp. voda, ať se vyjadřujeme „genderově“ neutrálně) má ještě energii na rozdávání ve formě mechanické 😉

před 1184 dny Odpovědět Nahlásit

aliendrone

Dochy>>> Eh, nebýt tebe a velkých brambor, tak žereme samý malý! ;) :D :D Ale je MOC DOBŘE, že stále číháš, jednak tím udržuješ v patřičném střehu samotného nejkrásnějšího (tomě nemusím vysvětlovat, KOHO tím myslím) a ono je to i obecně ku prospěchu věci. :)

No jenže o tom to je. S tím, jak teplo odchází, zaujímají částice nižší energetické stavy (mají méně energie). Nakonec zaujmou vázaný stav v krystalové mřížce. Ta odevzadná energie (a vznik krystalu) je spolu s faktem, že obě fáze za běžných podmínek existují pospolu (proto voda tuhne od hladiny (přesněji od povrchu, totéž naopak led taje od povrchu) příčinou vzniku té „síly, co trhá kámen“ (striktně to NENÍ energie, ale síla).

Dejme tomu, že budeš mít krychličku vody, začneš ji chladit (odebírat teplo), tak její stěny zamrznou a s postupujícím ochlazováním bude voda krychličky mrznout směrem od povrchu DOVNITŘ. Jenže objem ledu je díky krystalu VĚTŠÍ, než kapaliny (proč, to je na dlouho) no a díky tomu, že se MUSÍ VEJÍT (protože ochlazuješ stále a částice musí ztrácet energii) VĚTŠÍ objem ledu do STÁVAJÍCÍHO objemu kapaliny, udělá kámen ŘACH. Lépe už to asi vysvětlit nedokážu, stačí? ;) :)

před 1182 dny Odpovědět Nahlásit

fnaf susi

If you're looking for a fun game to play with your friends, scribble.io is a great way to pass the time with a unique game experience and a new way to play.

před 454 dny Odpovědět Nahlásit

Nový příspěvek

Zajímavé otázky v kategorii Věda