Gefrorenes Wasser unter Druck erhitzen?
Ich stelle mir seit langem die Frage was passiert wen man Wasser in einem Gefäß einfriert sodass das Eis keinen freien Raum übrig hat. Jetzt nimmt man an das das Gefäß sehr viel Druck. Was würde passieren wen ich das Gefäß von außen erhitzen würde?
2 Antworten
Hallo! Bestimmt entsteht zunächst mehr Sog als Druck - der Behälter könnte sich sogar nach innen biegen. Eis hat größeres Volumen und wenigen Dichte als Wasser - es entsteht also eher ein Unterdruck.Das Volumen wird durch Erhitzen = Tauen kleiner, der Raum bleibt, es entsteht sogar ein Unterdruck. Ist nur noch Wasser übrig dann passiert natürlich irgendwann das Gleiche als ob Du Wasser kochst - der Druck wird irgendwann zu groß.
Alles Gute und Vorsicht bei solchen Experimenten.
Wasser hat bei +4°C seine größte Dichte. Wenn das Gefäß quasistatisch (sozusagen, ganz gleichmäßig und langsam) erwärmt wird, erhöht sich die Temperatur vom Eis (z.B. von -10°C auf 0°C) und die Dichte des Eises wird größer, das heißt, das Volumen vom Wasser wird kleiner. Ist die Temperatur von 0°C erreicht, schmilzt bei weiterer Wärmezufuhr das Eis, wobei die Temperatur von 0°C konstant bleibt.. Angenommen, das Volumen des Gefäßes sei konstant, so sollte bereits jetzt im Innern des Gefäßes eine Blase entstanden sein, die mit Wasserdampf gefüllt ist. Ist das gesamte Eis geschmolzen, steigt die Temperatur bei Wärmezufuhr auf 4°C, und die Dichte erreicht ihren größten Wert. Danach steigt die Temperatur weiter und die Dichte vom Eis wird wieder kleiner, das heißt, das Wasser dehnt sich weiter aus, bis die "Blase" verschwunden ist. Wenn die Temperatur weiter erhöht wird und sich das Wasser immer mehr ausdehnt, wir wohl das Gefäß dem Druck nicht mehr widerstehen und bei einer bestimmten Temperatur bersten. Bei welcher Temperatur das geschieht, hängt u.a. vom kubischen Ausdehnungskoeffizient des Wassers und des Stoffes, aus dem das Gefäß besteht und der Elastizität dieses Materials ab.
MfG