Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 15 dotazů obsahujících »mrznutí«
9) Podchlazená kapalina
10. 02. 2006
Dotaz: Opakovaně se mi stalo následující. Na kuchyňské lince nevytápěné chaty v zimě
stála láhev s vodou v PET láhvi. Na pohled byla voda v láhvi jednoznačně v
kapalném skupenství. Při sebemenším pohybu láhve došlo prudce ke změně
skupenství a voda v láhvi se přeměnila na led během zlomku sekundy. Připomíná mi
to jev "utajený var". Existuje něco podobného jako "utajené zmrznutí"? (Ing. Petr Heimerle)
Odpověď: Ano. Voda skutečně nemusí zmrznout hned při dosažení teploty tání/mrznutí - tedy při 0°C. Často se nám ji podaří podchladit o několik stupňu, čistou destilovanou vodu se občas podaří podchladit třeba i na -20°C. Má-li kapalina teplotu nižší, než jaká odpovídá teplotě tání/mrznutí, mluvíme o tzv. podchlazené kapalině. Podchlazená kapalina je velice citlivá na přítomnost jakýchkoli příměsí i na mechanické vzruchy. Skutečně pak stačí třeba i malé drknutí do stolu a kapalina velmi rychle zamrzne.
Dotaz: Dobrý den. V podniku se nám stává, že nám zamrzá vodovodní talkové potrubí. Rád
bych se zeptal jestli existuje nějaká grafická závislost bodů tuhnutí vody na
tlaku vody. Uvažujeme tlak vody max. od 1 atm do 200 atm a teploty od cca -20°C
do 0°C. (Petr Menšík)
Odpověď: Bod tuhnutí vody/tání ledu se s tlakem mění daleko méně výrazně než
například bod varu. Při tlaku 20 MPa se sníží bod tuhnutí vody jen na -1,52 °C.
Zdroj: Wagner, W., Saul, A., and Pruss, A., J. Phys. Chem. Ref. Data, 23,
515, 1994.
Dotaz: Dobrý den, mám na Vás prozbu, řeším problém, který se týká času zmrznutí teplé
a studené vody, bohužel nevím jak se tento jev nazýva a chtěl bych se o něm něco
dovědět, pokud Vás moc neobtěžují byl bych Vám vděčen za jakékoli informace o
tomto jevu.Předem děkuji. Daniel Hála dan.hala@email.cz (Daniel Hála)
Odpověď: Skutečně se čas od času objevují zprávy, že horká voda zmrzne za jinak stejných podmínek dříve než voda studená - nazýváme to Mpebův jev (podle Erasto Mpemba z Tanzánie). Zatím jsem však o Mpebově jevu pouze slyšel a četl, nikdy jsem se s ním nesetkal osobně ani já a dokonce ani kolega, který se problematikou a proměřováním mrznutí vody zabývá.
Asi nejobsáhlejší pojednání o tomto jevu v češtině naleznete v číslech 11/2002 a 7/2003 časopisu Vesmír (www.vesmir.cz). Druhý z článků je též volně přístupný na internetu na adrese http://www.vesmir.cz/clanek.php3?CID=1839
Dotaz: Při práci v semináři chemie vznikla debata o teplotní anomálii vody. Může
mělký rybník zamrznout až na dno? Čím je určena tloušťka ledu na vodní
hladině? (Jiří Benda)
Odpověď: Milý pane kolego,
určitě může, ostatně v loužích se tak děje. Při mrznutí vody na led jde
o to, že vodě odebíráte teplo, tím ji ochlazujete k teplotě tuhnutí, pak
musíte odebírat skupenské teplo. Jakmile s mrazením postupujete od hladiny
dále, musíte odebírané teplo transportovat přes již vzniklou vrstvu ledu.
Určitě by to šlo v prvním přiblížení nasimulovat, například tak, že by se
zanedbalo proudění vody a uvažoval jen jednodimenzionální sloupeček vody,
kde teplo odebíráte z horní strany. Potřebné parametry vody i ledu jsou
kupodivu ve standardních středoškolských tabulkách, například mně přijde
docela zajímavé, že tepelná vodivost ledu je skoro čtyřikrát větší než
vody. Ona simulace se dá přehledně udělat například v excelu... Pokud
budete mít nějaké výsledky, rádi je v Odpovědně zveřejníme.
Dotaz: Zajímalo by mě, jak vypočítat potřebný kroutící moment pro protočení
zamrzlé elektromagnetické brzdy. Brzda se skládá z rotoru a dvou třecích
desek s mezikruhovým stykem. Desky jsou k sobě v klidu tlačeny pružinami.
Při normálním startu se pružiny odlehčí elektromagneticky, ale při zamrznutí
je elektromagnet slabý a proto pružiny dále tlačí na desky. Protože se
jedná o přimrznutý vodní film nevím si s takovým výpočtem rady. (Roman Dostál)
Odpověď: Je to podobné, jako když máte pružnost v tahu a pružnost ve smyku; pokud
jde o kroucení, pak musíte uvážit, že namáhání je přímo úměrné vzdálenosti
od osy. Vám jde nikoli o pružnost, ale o pevnost ledu - tedy kdy namáhání
překročí pevnost materiálu. Princip je ale úplně stejný. Záleží taky
samozřejmě na síle vrstvy - vzpomeňte si, že pořádné lepidlo lepí tím líp,
čím míň ho mezi lepenými plochami je, takže tady máte navíc nejen "vnitřní"
pevnost (houževnatého) materiálu, ale i přechodové vlastnosti mezi oběma
materiály na styčné ploše. Ale skoro bych řekl, že experimentálně se oboje
(pevnost v kroucení i pevnost ve smyku) bude určovat prakticky stejně
obtížně či snadno.
