@NewTypes
На себя

Что будет, если наполненную водой металическую сферу быстро заморозить до -500?

Всем дня. Давненько интересует эксперимент, который как я понимаю невозможно реализовать при уровне современных технологий.

Итак, мы имеем идеальную сферу (абсолютную) размером с баскетбольный мяч и толщиной стенок в 4 или более см. Сфера наполнена водой польностью (погрешность 5 молекул) и изготовлена из чистого железа без примесей (или иного метала). Сфера хранится в невесомости и создана при температуре 20 градусов по Цельсию, никакого физ воздействия на нее не оказывается.

Вопрос: что будет, если сферу быстро заморозить до -500? Процесс?
  • Вопрос задан
  • 6622 просмотра
Пригласить эксперта
Ответы на вопрос 12
iiil
@iiil
Инженер и вэб-дизайнер, рисую.
Вопрос: что будет, если сферу быстро заморозить до -500? Процесс?


Заморозка остановится на температуре -273,15.
Поищите, что значит это число :)
Ответ написан
ZloyHobbit
@ZloyHobbit
Помню на семинаре по рукопашному бою кто-то задал тренеру вопрос: "Как правильно принимать идеальный удар?". Мне сразу представился абсолютно твердый кулак с массой близкой к бесконечности, движущийся со скоростью близкой к скорости света, и совершающий абсолютно неупругий контакт с челюстью... теоретически выкинутой в тепло энергии может хватить на уничтожение галактики.
Ответ написан
Комментировать
iiil
@iiil
Инженер и вэб-дизайнер, рисую.
@NewTypes Знаете, вспоминается старый анекдот про сферических кур в вакууме. Ваш мысленный эксперимент из-за количества допущений совершенно неинтересный.
Задайте вопрос так: что будет, если положить бутылку пива в морозилку. Вам все ответят, и практический интерес у этого вопроса будет куда выше. А Вы проявляете слишком слабые знания физики, чтобы задумываться о том, о чем задумываетесь.
Ответ написан
metamorph
@metamorph
Ну, первую сферу потеряют, вторую - сломают (YoungSkipper описал процесс), а потом водка подорожает.
Я ничего не упустил?
Ответ написан
Комментировать
iiil
@iiil
Инженер и вэб-дизайнер, рисую.
И раз уж Вы с такой точностью заливаете туда воду, то потрудитесь описать качество воды, качество изготовления шара. Если принять условия за близкие к идеальным - качество изготовления на высоте, вода дистиллированная, то при охлаждении шар будет сжиматься (нужно смотреть коэффициент линейного расширения от температуры), вода сначала превратится в лед, при этом надо смотреть не появилось ли полости с вакуумом (вроде как дистиллированная вода будет иметь одну плотность со льдом из нее - хотя не факт). Однако, если Вы говорите, что на шар не оказывается никакого воздействия, то можно считать, что шар снаружи также не испытывает давления и наличие полости с вакуумом не приведет к потере устойчивости. Далее шар сжимается при охлаждении и лед также сжимается, надо посмотреть у кого коэф. сжатия больше. Если у железа, то шар будет испытывать внутреннее давление, а далее простой расчет на прочность шара при внутреннем давлении.
Ответ написан
@YoungSkipper
Еще сильно зависит от скорости охлаждения, ну и кучи других параметров. В зависимости от ряда параметров в результате внутри шара образуется давление от 100 до 3000 атмосфер. Сфера из железа просто деформируется. Подобные опыты с чугунными ядрами ставили помоему еще в 19-том веке. А вот динамика процесса там будет интересная...
Ответ написан
Комментировать
@Raul1996
В Галилео был такой опыт, только не да такой температуры. Там брали стальной шар, толщина станок 2 см, заливали водой и опускали шар в жидкий азот. Разлетелся он на ура))
Ответ написан
Комментировать
@alexsx061
5,9·10−12 K получить можно, условие одно это оставшиеся два атома рубия, а вода перемерзнет, процесс чем то похож на то что в микроволновке атомы воды перекипают, но процесса кипения нет. И да железо самый отвратный материал для таких экспериментов, еще и вакуум в нем не совсем вакуум, слишком пористый
Ответ написан
Комментировать
@aplic
Перефразируя предыдущих ораторов, железо как материал со своими свойствами не позволит создать идеальные условия для переохлаждения или для формирования другого состояния льда. Будут центры кристаллизации, вода замерзнет неравномерно, оболочка лопнет.
Ответ написан
Комментировать
@LanMaster
Насколько я знаю, если сделать это достаточно быстро, то вода замёрзнет аморфной, не перейдя в кристаллическую фазу, а значит - не увеличит объём, а скорее уменьшит. Вопрос только в том, как достаточно быстро забрать нужное кол-во теплоты - помешает ограниченная теплопроводность железа и воды.
Т.е. реально в прилегающем к железу слое вода замёрзнет аморфной, а в центре возможно кристаллизуется.
Ответ написан
Комментировать
@Utopia
-500°
напомнило анекдот
- нам на вооружение поступил секретный танк, выдерживает температуры от - 500° до +500° С
- товарищ, прапорщик, но ученые считают что не может быть температуры ниже абсолютного нуля, -273°
- я же сказал, танк - секретный, ученые могли не знать!
Ответ написан
Комментировать
FiLinX
@FiLinX
Знать то - что не придумали ещё..
во первых, наверное уже тут все вам разъяснили, что ниже нуля по кельвину никак не опуститься) а во вторых вот посмотрите экспериментик с водой в трубе, опущенной в жидкий азот (-196°С)
www.youtube.com/watch?v=ZkbwrtNtL_E
www.youtube.com/watch?v=P0T9nv4dVQs
Ответ написан
Комментировать
Ваш ответ на вопрос

Войдите, чтобы написать ответ

Похожие вопросы