¿Puede el agua expandirse y romperse de algo?

Answer 1

¿Al congelar el agua? No. ¿Hervirlo? En teoría sí, en la práctica se llega a un punto donde el agua deja de ser agua (termólisis).

Cuando el agua se convierte en hielo, se expande a medida que se vuelve sólida. Si bien esto es suficiente para romper materiales muy duros (diamante, roca y vidrio), no romperá materiales FLEXIBLES que se mantienen flexibles a las temperaturas en las que el agua se expande al convertirse en hielo (caucho, ciertos plásticos, acero, metal) a la temperatura donde exista nitrógeno líquido, sin embargo, es suficiente que golpearlo con un martillo rompa cualquier recipiente que esté utilizando.

Otra parte del mismo tiene que ver con la FORMA del contenedor.

Cuando los ingenieros diseñan recipientes a presión, el primer diseño sobre la mesa es siempre el de una esfera. Una esfera distribuye la presión uniformemente en toda su superficie, por lo que se usa en todo, desde naves espaciales:

Para buceo en alta mar:

Cuando se trata de presión no hay nada más fuerte que la esfera.

La última parte trata del ESPESOR. El hielo no saldrá del contenedor sólido que tiene paredes de acero de 3 pies de espesor. Cuanto más masa agregue para resistir la expansión, más fuerte será el contenedor.

Entonces, si tuviera un cubo de diamante sellado que contenía agua y lo dejara en el refrigerador, entonces probablemente se agrietaría.

Sin embargo, un globo de goma grueso que se haya llenado con agua (no abultado, simplemente flojo y lleno) y se coloque en el refrigerador probablemente se expandirá pero no se romperá.

Answer 2

¿Probablemente no?

Pero lo primero que debes entender acerca de esto es por qué sucede. Ver, el agua es, por su propia naturaleza, altamente incompresible. Es por esto que funcionan las jeringas, o hidráulicas. Esto se debe a que es un líquido, y si recuerda algo de la química de su escuela secundaria, un líquido tiene una cantidad mucho mayor de moléculas, en comparación con los gases, por lo que es difícil de comprimir. Ahora, a diferencia de la mayoría de las sustancias, el agua se congela y se expande, y dado que los sólidos son incluso menos compresibles que los líquidos.

Sin embargo, hay ciertas cosas que probablemente no se romperían. Supongo que quiere decir que el agua está en un cubo de diamante, no en el exterior. También depende del grosor del material que se rompe: si pones cualquier cantidad de agua en un recipiente adecuadamente espeso, se deforma y se deforma. O peor aún, sería gratis, completamente: tendrías cristales de hielo flotando en agua extremadamente fría.

Answer 3

Excelente pregunta. La respuesta real es no, pero es interesante ver por qué.

Lo que sucederá, si pone agua en un recipiente extremadamente fuerte, es que el agua ejercerá una presión muy alta sobre el recipiente, tratando de congelarse. Si no permite que se expanda, ejercerá un máximo de alrededor de 30,000 libras por pulgada cuadrada en el contenedor.

La mayoría de los contenedores explotarán mucho antes de llegar a ese punto. Los que no lo hacen generalmente se distorsionarán lo suficiente como para permitir que el agua se expanda en hielo sin romperse. Sin embargo, si puede encontrar un recipiente que pueda tomar ese tipo de presión sin romperse o distorsionarse, forzará al hielo a congelarse en formas de cristal más exóticas que no se expanden como lo hace el hielo normal.

Answer 4

Supongamos que quiere decir “romper cualquier cosa” …

Trate de poner una lata superior de cualquier cosa en el congelador durante la noche. Por lo general, por la mañana, el contenido del vómito de la lata se habrá hecho a un lado, ya que la solución acuosa congelante (generalmente una bebida) busca Lebensraum.

Con las botellas la tapa suele ceder de forma similar.

De gran importancia práctica es la ruptura de pequeños trozos de la superficie de la carretera, típicamente de asfalto u hormigón. El agua se infiltra a través de la gravedad y la LUZ se expande para romper el lecho de la carretera, desprendiendo pequeños pedazos y dejando un llamado “bache”. Esta es la pesadilla de los conductores, peatones y departamentos de transporte. La expansión ocurre cuando la carretera, después de haber bebido toda esta agua líquida, se congela, a menudo durante la noche.

El problema es más pronunciado en lugares suficientemente templados para muchos ciclos de congelación y descongelación.

Answer 5

La respuesta correcta es, depende. Depende de algunos factores más que debe considerar.

1. ¿Cuál es la presión externa de este recipiente. Lo más probable es que supongamos una presión atmosférica de 1 bar. Cuanto menor es la diferencia de presión entre la presión generada por el hielo y el aire, y esto significa más tensión en las paredes del recipiente.
2. ¿Cuáles son las dimensiones del contenedor? Esta forma, tamaño y, de manera más crítica, el factor decisivo será el grosor del punto más delgado. Aquí estoy ignorando las tensiones dependiendo del volumen de hielo y considerando la presión máxima creada. Pero aún necesitamos conocer las dimensiones de los contenedores como lo decidirán.

La respuesta corta es que si usa diamante o vidrio o cualquier material, los cálculos son complejos, todas las fuerzas deben calcularse. Para esto, utilizamos software de análisis de elementos finitos para descubrir si un barco en particular sobrevivirá a las tensiones de diseño particulares.

Un diamante se romperá si el grosor es menor en comparación con su tamaño y el vidrio frágil o la madera se mantendrán si el grosor es alto.

Hay otros factores que juegan un papel, como las micro fracturas y las grietas que pueden causar rupturas. Si el hielo se forma rápida o lentamente.

En mi opinión, la pregunta correcta es cuál es el módulo de elasticidad del diamante en todas las orientaciones y la presión máxima creada por el hielo.

Answer 6

El hielo y el agua son compresibles. Toma mucha presión y el cambio en el volumen es leve pero puede comprimir un poco. En muchas, muchas aplicaciones de ingeniería, se puede asumir que el agua es incompresible para reducir la complicación. En muchas aplicaciones el aire puede considerarse incompresible. Realmente depende de la aplicación y son los supuestos válidos.

Cuando era niño, las latas de refresco eran de acero. Una práctica común era colocarlos en el congelador y usarlos en refrigeradores, refrescos fríos para el almuerzo, etc. El acero es un poco elástico y se puede congelar y descongelar perfectamente. Así, la congelación del agua se expandirá y romperá cualquier cosa. No. Otro ejemplo de ello, las botellas de refrescos de plástico.

¿Puede el agua expandirse y romperse de algo? No.

Cuando era adolescente, se introdujeron latas de aluminio y, bueno, se convirtió en un verdadero desastre si las dejabas en el congelador. Aprendimos esa lección rápidamente. ¿Tuberías de agua de cobre? Oh si. ¿Tuberías de agua Pex? No. Las longitudes cortas de las tuberías de cobre y los accesorios conectados a las líneas de agua pex también pueden reventar.

¿Puede el agua expandirse y romper muchas cosas? Sí.

Supongamos que usted podría hacer una botella de diamante. Si el cubo fuera válido, estoy seguro de que la botella se mantendría, pero un diamante es un cristal rígido con poca elasticidad y “discontinuidades a lo largo de los límites cristalinos”. Esta parte de mi respuesta no es 100%. ¿Una célula de yunque de diamante comprimiría agua? Que daría una certeza mucho mayor a

Answer 7

Depende de las dimensiones. Si la cavidad tenía 1 mm de lado y el diamante tenía 5 cm de diámetro, no. La presión bajaría el punto de fusión. Si calientas el diamante lo suficiente, la presión aumentaría hasta que el agua se colapsara en un polimorfo de hielo más denso. Hay muchos, todos más densos que el hielo normal. Sí, fanáticos de Vonnegut, hay un Ice Nine.

Hay un dispositivo realmente impresionante llamado célula de presión de yunque de diamante, que comprime muestras entre ventanas de diamante de calidad gema. Alcanzan presiones de millones de ambientes. Hay imágenes en línea de formas de hielo de alta presión creadas de esta manera. Lo que limita las presiones alcanzables es que a una presión suficientemente alta, los diamantes se vuelven eléctricamente conductores y se vuelven opacos.

Hay algunas rocas muy frías que se formaron a profundidades de alrededor de 100 km, y la sílice cristalizó a medida que la forma densa coesita. Cuando las rocas fueron traídas a la superficie, la coesita volvió al cuarzo normal y se expandió. Los granos tienen un patrón distintivo de grietas radiantes alrededor de ellos. Pero las grietas solo se extienden sobre el diámetro de los granos. Más allá de eso, la deformación elástica y plástica acomoda la deformación.

Answer 8

Depende del contenedor en el que lo coloques. Si es algo tan fuerte como el diamante, no hay posibilidad de que se rompa, pero, por otro lado, es una botella de metal, la que llevas a la escuela. descanso. Te lo digo por experiencia.

Mi botella de metal favorita estaba abollada y prácticamente inútil, cuando estaba en la clase 6. Poniendo todo mi conocimiento científico limitado, pensé que si pensaba que si llenaba la botella hasta el borde, la sellaba correctamente y la ponía en el congelador, entonces el agua se expandiría y, al no tener un lugar para esparcirse, restablecería la forma de mi querida botella. Resulta o subestimado la fuerza del hielo. A la mañana siguiente, después de sacar la botella del congelador, se rompió. El hielo había atravesado el metal y ahora mi botella estaba definitivamente fuera de lugar.

Muchos años después entendí el fenómeno que ocurrió entonces. El hielo tiene un volumen natural mayor que el del contenedor en el que está sellado. Como no puede alcanzar este volumen, se comporta como si se hubiera comprimido al volumen de los contenedores. Esto significa que el hielo está bajo estrés. Lo que esto también significaría es que el hielo también ejerce una tensión equivalente en el contenedor. Si el contenedor está hecho de un material que puede soportar esta tensión, entonces el contenedor no se romperá. Por ejemplo el diamante. Por otro lado, algo como mi botella, que no puede manejar tensiones tan altas, se agrietará y se romperá con la aplicación de la tensión.

Por lo tanto, el resultado de su experimento depende del material del contenedor.

Answer 9

Dos cosas señor.

Cuando una cosa se congela, se contrae y no se expande. Si un material se calienta, se expande. El agua es una de las pocas excepciones a este comportamiento. Cuando el agua líquida se enfría, se contrae como se esperaría hasta alcanzar una temperatura de aproximadamente 4 grados centígrados. Después de eso, se expande ligeramente hasta que alcanza el punto de congelación, y luego, cuando se congela, se expande aproximadamente un 9%.

Entonces, sí, si está congelado, seguirá expandiéndose hasta que se tensa contra el contenedor hasta que se desprenda y fluya.

En segundo lugar

Si, hipotéticamente, lo guardas en un cubo de diamante, luego de que se siga expandiendo, puede desprenderse SI la cantidad de agua es MUCHO MÁS que la cantidad de diamante. Supongamos que hay 1/2 galón de agua en una caja de diamantes de 50 gramos. Entonces, puede liberarse. De todos modos, espero que tengas tu respuesta. Para más información, eres libre de buscarlo en Google. Thx para el A2A.

Si te gustó la respuesta, por favor dame un voto a favor. Me animaría a escribir más !!! ¡Aclamaciones!

Answer 10

No si está construido apropiadamente como la Célula Diamante Anvil.

Si está en una cámara completamente rígida y cerrada que está completamente llena …

La presión aumentará a medida que la temperatura descienda, siguiendo la línea entre el agua líquida y el hielo I. Un buen congelador doméstico puede alcanzar los -18C.

Eso es lo suficientemente frío como para hacer hielo III. En este momento la presión es de aproximadamente 2000 atmósferas: [1]

1. Estructura de hielo

Answer 11

Ambos sí y no son la respuesta. Depende de en qué empaquetas el agua, así es como es …

Por cambio en el volumen de transformación del estado físico requerido por la misma cantidad de cambios de agua. Durante el cambio de líquido a estado sólido, en lugar de hundirse, el agua se expande. Como sabemos, el H2O forma una forma angular y la unión entre la molécula de agua y el agua es una unión de hidrógeno que es tan fuerte como la caliente.

Ahora, si coloca un poco de agua en una botella / recipiente lleno / (o) en un diamante, las posibilidades de que el agua rompa el almacenamiento dependerán del grosor, la resistencia, la estructura molecular, la unión, etc. de la botella / … / ….

Por lo tanto, si la botella es lo suficientemente fuerte / gruesa (y también está unida a las moléculas / átomos) lo suficiente para mantener la presión ejercida por las moléculas de agua en expansión, la botella no se verá afectada (no se romperá). Sabemos que el diamante es carbono puro (átomos de carbono unidos por enlaces covalentes), por lo que no hay posibilidad de que las moléculas de agua en expansión lo rompan (durante la transformación del estado sólido al líquido).

Answer 12

No se rompería. El agua sería incompresible y ejercería una fuerza sobre el diamante, pero la fuerza que el diamante ejercería sobre el agua la mantendría en estado líquido. En el cubo tendrías agua que era un granizado o simplemente líquido. Es probable que no tenga hielo de agua.

Las fases de cualquier sustancia se ven afectadas no solo por la temperatura sino también por la presión. Por ejemplo, si pones agua en un vacío cercano, comenzará a hervir.

Consulte el diagrama de fases para el agua.

Answer 13

Sí. Los diamantes son duros, pero no son “irrompibles” y la expansión del agua puede poner MUCHO estrés en cualquier recipiente. La expansión del hielo rompe regularmente la piedra, deforma el metal y rompe la contención. Incluso pequeñas fisuras con solo una pequeña cantidad de agua se ampliarán y debilitarán. El hielo es increíblemente poderoso.

Answer 14

En su congelador en casa: debido a que los enlaces que mantienen el diamante juntos son más poderosos que los generados por el agua congelada, el diamante permanece intacto. El agua, debido a que debe expandirse para congelarse, no se congela sino que se “enfría demasiado”, quedando el líquido a una temperatura muy por debajo de su temperatura de congelación normal.

Answer 15

No.

Al congelarse, el agua se reacomoda en una estructura cristalina más abierta. El hielo existe en un nuevo estado de energía. Renunció a la energía mediante la transferencia de calor a su entorno.

Si el recipiente es excelente, (soldaduras fuertes, o lo que sea) no se moverá contra la fuerza exterior de reorganizar el hielo. En su lugar, se creará una forma diferente de hielo. (Hielo-algo).

Answer 16

No exactamente. La temperatura de congelación del agua depende de la presión. Si la presión aumenta debido a algún recipiente, el agua no se congelará a 32F. Si continúa bajando la temperatura, el agua se congelará en una estructura cristalina diferente. El agua tiene 16 tipos diferentes de hielo definidos por la disposición de las moléculas de agua y controlados por la temperatura y la presión. La forma más densa de hielo se conoce como hielo XV, que solo existe a 130 K y 10 GPa de presión. (Se predijo que puede existir otra forma de hielo a presiones aún más altas que se asemejarán más al metal).

Para responder a su pregunta específicamente, no. Puede crear un recipiente (hecho de diamante o lo que sea) que evitará que el agua se expanda cuando se congela.

Answer 17

Dependería de las dimensiones del problema, es decir. ¿Qué tan gruesas son las paredes del cubo, cuál es el volumen de agua que contiene el cubo? En términos generales, en las circunstancias adecuadas, sí, la congelación del agua dentro de un contenedor no expandible dañaría o incluso rompería el contenedor como se muestra arriba. Además, como en su ejemplo, ha elegido Diamond como su material. Si bien Diamond tiene una reputación de fuerza y ​​dureza, la verdad es que solo es muy dura (resiste fácilmente los rasguños y los cortes), sin embargo, no es un material particularmente fuerte, una de las mayores dificultades al cortar diamantes en bruto más grandes es evitarlos. romperse bajo el cuchillo debido a la presión aplicada. Además, un cubo no es un material especialmente fuerte, por lo tanto, las calderas que generalmente funcionan a alta presión son circulares o al menos tienen esquinas altamente redondeadas, esto se debe a que dentro de un recipiente de presión, las tensiones más altas se concentrarán en áreas de debilidad como las esquinas, lo que resulta en un fracaso anterior al esperado.

En conclusión, en última instancia, el agua dentro de un recipiente de contención que se ve obligado a sufrir una congelación tiene una alta probabilidad de romper el recipiente, sin embargo, es muy posible diseñar un recipiente que soporte la presión aplicada.

Answer 18

Gracias por A2A, espera que un pediatra hable sobre ciencias básicas. Estoy seguro de que pronto obtendrás mejores respuestas de los expertos.

Todavía no estoy seguro de su consulta, pero supongo que la respuesta está en una calidad de agua inusual.

La expansión anómala del agua es una propiedad anormal del agua, por lo que se expande en lugar de contraerse cuando la temperatura pasa de 4 ° C a 0 ° C y se vuelve menos densa. La densidad es cada vez menor a medida que se congela porque las moléculas de agua normalmente forman estructuras cristalinas abiertas cuando están en forma sólida.

Menos denso implica más volumen y sí la botella puede agrietarse.

Answer 19

Sí, el agua tendrá una propiedad de expansión y, por lo tanto, de contratación / reducción de su contenido.

• Cuando la temperatura sea alta, habrá más evaporación y viceversa. Cuando llegue a los países tropicales, habrá una gran caída en la temperatura, por lo que finalmente el agua no estará en estado líquido, cambiará a estado de congelación.
• En la imagen de arriba podemos observar claramente que la botella de vidrio se congela. En general el vidrio tendrá propiedades de naturaleza quebradiza.
• Aparte de eso, cuando la temperatura es demasiado baja, el agua se congelará y causará la expansión debido a que la expansión térmica finalmente se rompe.

Answer 20

No. Un volumen dado de agua ejerce una cantidad fija de fuerza cuando se congela. Si el contenedor es lo suficientemente fuerte, tal fuerza no lo romperá. Sin embargo, esa fuerza es muy grande, de hecho, 43.511 libras de fuerza por pulgada cuadrada según una fuente en línea. Si el contenedor fuera lo suficientemente fuerte para soportar esta fuerza, entonces el agua aún se congelaría, pero en una forma diferente de hielo, Probablemente Ice II, dependiendo de la temperatura y otros factores.