Kann Eis in einem perfekt geschlossenen Behälter schmelzen?

Wenn ich zum Beispiel einen Eiswürfel von (15 × fünfzehn × 15 cm), wurde es in einen Behälter mit Innenmaßen (15 × fünfzehn × 15 cm) und der Behälter so stark ist, dass er nicht komprimiert werden kann, schmilzt der Würfel, wenn er auf Raumtemperatur gebracht wird? Oder wird es nur teilweise schmelzen? Was wird genau passieren?

aus welchem ​​material ist der behälter? Welche Masse hat der Behälter? Wie hoch ist die Anfangstemperatur des Behälters und des Eiswürfels? Wer es ganz genau wissen will, muss bei seinem Setup präzise und vollständig sein.
Haben Sie diese Frage möglicherweise gestellt und vergessen, dass Wasser beim Schmelzen schrumpft, im Gegensatz zu den meisten anderen Substanzen, die sich ausdehnen? Wenn ich dies lese, erwarte ich eine identische Frage, frage aber speziell nach einer Substanz, die sich ausdehnt, und ich frage mich jetzt, was passieren wird, da kein Platz für eine Ausdehnung vorhanden ist.

Antworten (3)

Sicher kann es schmelzen. Eis hat eine geringere Dichte als flüssiges Wasser. Der Volumenunterschied (das geschmolzene Wasser füllt den Würfel nicht vollständig aus) wird mit Wasserdampf gefüllt.

Falls Sie sich fragen, warum Wasserdampf entsteht:

Sie haben vielleicht das Experiment gesehen, bei dem Wasser zu kochen beginnt, wenn Sie es in ein Vakuum stellen. Wenn keine Vakuumpumpe vorhanden ist, um den Dampf zu entfernen, hört das Sieden auf, sobald der Dampf den Druck ausreichend erhöht hat. (Der Gleichgewichtsdruck wird Dampfdruck genannt und hängt von der Temperatur ab.)

Das Gleiche passiert in Ihrem Beispiel: Wenn das schmelzende Eis ein Vakuum erzeugen würde, würde das Wasser kochen, bis der Dampf es gefüllt hat.

Warum hat die Dichte Ihrer Meinung nach etwas mit dem Schmelzen zu tun?
Stellen Sie sich das Gegenteil vor: einen mit eiskaltem Wasser gefüllten Würfel. Wenn die Struktur starr genug ist, gefriert das Wasser nicht, da der Schmelzpunkt bei hohem Druck zu niedrig ist. Der Druck steigt gerade durch die Volumenänderung beim Schmelzen.
Ich denke, in diesem Fall wird das Wasser gefrieren, aber eine andere Art von Eis (mit einer anderen Kristallstruktur) erzeugen, z. Ice ii, Ice iii, Ice iv es kommt darauf an, ob der Behälter dem Druck standhält
Äh, guter Punkt. Hatte nicht daran gedacht, dass Eis im pT-Diagramm einige feste Phasen 'oberhalb' der Flüssigkeit hat. Wie auch immer, nichts davon ist für die Frage relevant :)

Alle Körper kommen in ein thermodynamisches Gleichgewicht , und so auch der Würfel mit dem Eis im Inneren, durch Schwarzkörperstrahlung aus der Umgebung und Konvektion auf der Box, so dass er schmilzt, wenn die Umgebungstemperatur höher als 4 ° C ist. Eine entsprechende Antwort gibt es hier

Die Höhe, die das Wasser durch das geschmolzene Eis zugenommen hat, ist genau gleich der Höhenzunahme durch Auftrieb, bevor das Eis geschmolzen war.

Wenn die Außentemperatur unter 0 ° C liegt, schmilzt das Eis nicht, sondern kühlt weiter ab, das Gleichgewicht liegt bei einer niedrigeren Temperatur

Wenn Wasser von einer Flüssigkeit in einen Feststoff übergeht (einfriert), nimmt seine Dichte um etwa 9 % ab, was unter chemischen Verbindungen ungewöhnlich ist. Das ist der Grund, warum Eis in flüssigem Wasser schwimmt. Wenn sich Wasser im Eiszustand befindet, beginnt seine Dichte leicht zuzunehmen, wenn die Temperatur weiter unter Null fällt, obwohl es niemals so dicht wie flüssiges Wasser wird.

Es wird also kein Problem geben. Wenn Sie die Kiste mit Wasser füllen und einfrieren würden, würde aufgrund der 9%igen Abnahme der Dichte, wenn sich die Eiskristalle bilden, ein großer Druck auf die enthaltende Kiste ausgeübt. Der Grund für Rohrbrüche bei Frost.

Kann die Wärmeübertragung nicht stoppen. Der Würfel wird auf Raumtemperatur gebracht.

Wenn der Raum 68 ° F hat, beträgt der Druck 0,0231 Atmosphären. Der Dampfdruck von Wasser bei 68°F.

Der Dampf beträgt etwa 9 %.

Kann Eis in einem perfekt geschlossenen Behälter schmelzen?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v