Springen naar inhoud

Vragen m.b.t. superkoeling


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Weind

    Weind


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 februari 2012 - 10:25

Wij zijn met een werkstuk bezig over superkoeling, het koelen van bijv. water onder 0 graden zonder dat het bevriest.
We hebben een paar vraagstukken die we niet zo snel op kunnen lossen. Als het goed is moeten ze redelijk makkelijk te verklaren zijn, maar het lukt ons niet echt.

Hieronder de vragen:
1.Waarom kost het meer energie om een gesuperkoelde vloeistof die onder druk staat te laten bevriezen dan een gesuperkoelde vloeistof die niet onder druk staat?

2. Waarom gaat de bevriezing van een gesuperkoelde vloeistof sneller als de temperatuur lager is?

3.Waarom is er minder energie nodig om een gesuperkoelde vloeistof te laten bevriezen als de temperatuur van de vloeistof lager is?

4. Waarom loopt de temperatuur van de vloeistof tijdens de bevriezing op naar 0 ⁰C?

5. Waarom ontstaat er geen hard ijs, maar een soort natte sneeuw?

Hopelijk weten jullie de antwoorden op de meeste vragen!

mvg

Vincent en Ruben

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44820 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 10 februari 2012 - 20:12

Ook al lukt het niet echt, geef ons toch eens per vraag jullie gedachten daarover. Dat dwingt je al om te proberen de zaak logisch klinkend op papier te krijgen, en vaak leidt dat dan tot inzicht. Daarna zijn er hier best wel mensen bereid om je denkfouten te corrigeren.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#3

Weind

    Weind


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 11 februari 2012 - 08:02

Oke ik zal even onze theorieën kort geven:

- Bij een vloeistof die onder druk staat worden de moleculen tegen elkaar aan gedrukt, hierdoor hebben ze minder bewegingsvrijheid om de kristallisatie te starten. Ook is de ruimtelijke structuur van gesuperkoelde watermoleculen anders wat mogelijk ook een verklaring geeft voor het feit dat er meer energie nodig is.

- De inwendige energie van de gesuperkoelde vloeistof is groter naarmate de temp. lager is??

-De nucleatie kan sneller optreden als de temperatuur verder van het bevriespunt af ligt?? (niet echt een verklaring)

- Bevriezing is een exotherm proces. Bij de bevriezing komt dus warmte vrij waardoor de temp. stijgt. Hij gaat tot max. 0 graden omdat dit het bevriespunt is en er dan geen watermoleculen meer kunnen worden ''omgezet'' in ijsmoleculen.

- De temp. loopt op tijdens de bevriezing tot 0 graden. Bij deze temperatuur kan nog geen hard ijs ontstaan, omdat het te warm is.

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44820 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 11 februari 2012 - 10:16

4. Waarom loopt de temperatuur van de vloeistof tijdens de bevriezing op naar 0 ⁰C?

- Bevriezing is een exotherm proces. Bij de bevriezing komt dus warmte vrij waardoor de temp. stijgt. Hij gaat tot max. 0 graden omdat dit het bevriespunt is en er dan geen watermoleculen meer kunnen worden ''omgezet'' in ijsmoleculen.

Kijk, da's al een hele nette en kloppende verklaring. Knoop dat nou eens vast aan je eerste vraag

1.Waarom kost het meer energie om een gesuperkoelde vloeistof die onder druk staat te laten bevriezen dan een gesuperkoelde vloeistof die niet onder druk staat?

Hoezo kost het energie om überhaupt iets te laten bevriezen? Vreemde vraagstelling?
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#5

Weind

    Weind


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 11 februari 2012 - 20:36

Is het misschien zo dat er energie nodig is om de bevriezing te starten (activeringsenergie)? Maar waarom is die energie dan kleiner zodra de temperatuur van de vloeistof lager is? Je zou denken dat er bij een lagere temp. meer energie vrijkomt en dat de activeringsenergie dan hetzelfde of juist groter moet zijn en niet kleiner (wat dus wel het geval is).

Over vraag 1, uit ons experiment bleek dat koolzuurhoudend water ''stabieler'' was dan normaal mineraalwater. We moesten harder schudden om de bevriezing te laten beginnen.

#6

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44820 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 11 februari 2012 - 21:42

er is enige activeringsenergie in het spel bij kristallisatie. Dat heeft echter volgens mij niets te maken met hoe jij meent energie in die fles te stoppen door te schudden.

de in een mineraalwaterflesje verhoogde druk heeft een gering vriespuntsverlagend effect, de opgeloste koolzuur ook. Ik betwijfel ernstig of die twee zaken samen het vriespunt ook maar een halve graad zouden kunnen verlagen. Dus of je dat in een experiment als dit als reden mag beschouwen betwijfel ik.

Je zou denken dat er bij een lagere temp. meer energie vrijkomt

Hoezo?
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#7

Weind

    Weind


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 11 februari 2012 - 21:51

Dan zou het best toeval kunnen zijn inderdaad.

Hoezo?


Omdat de temperatuur dan bijvoorbeeld van -7 tot 0 gaat ipv -3 tot 0 lijkt het mij logisch dat er dan meer energie vrijkomt. Mits de moleculen minder energie ''bezitten'' naarmate de temperatuur lager wordt. Wat op zich ook zou kunnen aangezien ze minder snel bewegen bij lagere temperaturen. Of is dit onzin?

#8

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44820 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 11 februari 2012 - 22:07

Omdat de temperatuur dan bijvoorbeeld van -7 tot 0 gaat ipv -3 tot 0 lijkt het mij logisch dat er dan meer energie vrijkomt.

Als ik je nu goed begrijp stel je dat er bij het bevriezen van de verder onderkoelde vloeistof meer energie vrijkomt omdat het verder opwarmt?
Al eens bij stilgestaan dat de temperatuur hoe dan ook rap naar 0°C zal gaan als er eenmaal bevriezing gaat optreden?
Laten we het zo stellen: de koudere vloeistof kan gewoon verder opwarmen, en dus iets meer uit bevriezing vrijkomende energie opnemen. In een verder onderkoelde vloeistof zal dus, bij afwezigheid van verdere koeling, wat meer ijs ontstaan. Als er "wat meer energie vrijkomt" dan is dat dus omdat er wat meer ijs kan ontstaan.

Aangezien het opwarmen van water per graad celsius ongeveer 1/80 kost van wat het oplevert als je evenveel water bevriest: Stel dat je 1 kg water onderkoelt tot -10°C en er dan nucleatie optreedt, dan ontstaat er ongeveer 125 g ijs. Onderkoel je maar tot -5°C dan ontstaat er maar ongeveer 62 g ijs.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures