Springen naar inhoud

Superkoeling van water


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Chatelier

    Chatelier


  • >25 berichten
  • 33 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 mei 2014 - 17:23

Water kan je onder bepaalde omstandigheden superkoelen. De temperatuur is dan lager dan het vriespunt van de stof. In vele filmpjes op internet geven ze het flesje water dan een schok en dan bevriest het plots. Hoe komt dat deze schok of trilling de doorslag kan geven?


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

#2

druipertje

    druipertje


  • >250 berichten
  • 374 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 03 mei 2014 - 17:58

Je creëert een kristallisatiepunt. Je moet het zo zien dat voor het vormen van een kristalletje je over een enrgiebarriere moet, daardoor kan je water lager dan 0 graden koelen en toch dat het water nog niet wil bevriezen. Door schudden (of bv toevoegen zandkorreltje) ga je overeen die barrière en heb je een beginnetje waaraan andere moleculen makkelijk kunnen aangroeien.

Dit bekende fenomeen wordt volgens mij ook gebruikt bij de hot-packs (die je na indrukken kristalliseren en warm worden)

#3

Chatelier

    Chatelier


  • >25 berichten
  • 33 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 mei 2014 - 21:13

Je creëert een kristallisatiepunt. Je moet het zo zien dat voor het vormen van een kristalletje je over een enrgiebarriere moet, daardoor kan je water lager dan 0 graden koelen en toch dat het water nog niet wil bevriezen. Door schudden (of bv toevoegen zandkorreltje) ga je overeen die barrière en heb je een beginnetje waaraan andere moleculen makkelijk kunnen aangroeien.

Dit bekende fenomeen wordt volgens mij ook gebruikt bij de hot-packs (die je na indrukken kristalliseren en warm worden)

Bedankt voor je post. Ik begrijp dat een korreltje zand dienst doet als condensatiekern, maar hoe komt dat schudden ook werkt? kunnen de moleculen dan beter hun positie kiezen ofzo?


#4

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8789 berichten
  • VIP

Geplaatst op 03 mei 2014 - 21:31

Ik vermoed dat het schudden een schokgolf veroorzaakt waardoor de druk locaal iets hoger is dan gemiddeld, en op dat punt de grens overschreven wordt waarop het bevriest.

Bij hotpacks gebeurt ook iets dergelijks, alleen is er dan sprake van over-verzadiging, en ontstaat door het 'klik dingetje' in zo'n hotpack een locatie vanaf waar het geheel opeens begint uit te kristalliseren met de bijkomende warmte.
Victory through technology

#5

Chatelier

    Chatelier


  • >25 berichten
  • 33 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 04 mei 2014 - 10:06

Ik vermoed dat het schudden een schokgolf veroorzaakt waardoor de druk locaal iets hoger is dan gemiddeld, en op dat punt de grens overschreven wordt waarop het bevriest.

Bij hotpacks gebeurt ook iets dergelijks, alleen is er dan sprake van over-verzadiging, en ontstaat door het 'klik dingetje' in zo'n hotpack een locatie vanaf waar het geheel opeens begint uit te kristalliseren met de bijkomende warmte.

Ik vermoed ook dat het zoiets is, maar een hogere druk werkt het bevriezen van water toch tegen omdat water uitzet als het ijs wordt.
Nog iets: sommigen beweren dat een flesje warm water beter superkoelt dan koud water. Voor water dat warm is geweest neem ik dit aan omdat het zuiverder is, maar geldt dat ook voor effectief warm water dat je laat afkoelen?


#6

Fuzzwood

    Fuzzwood


  • >5k berichten
  • 11101 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 04 mei 2014 - 14:48

Ik denk dat je op die manier de meeste gassen eruit hebt weten te koken, of in ieder geval een hoop hebt laten ontsnappen. Minder miniscule gasbelletjes, minder kristallisatiekernen.


#7

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8789 berichten
  • VIP

Geplaatst op 04 mei 2014 - 22:00

Voor het verschil tussen de snelheid waarmee een flesje/beker lauw of koud water bevriest zijn diverse verklaringen. Een belangrijke is echter een heel simpele: In de normale diepvries zet je zoiets op een oppervlak (lade, rekje) waar al een beetje ijs op gevormd is. Het warmere flesje zal dit in eerste instantie doen smelten, waardoor een goed contactoppervlak ontstaat en daarna de warmteoverdracht sneller gaat. Dit kan ruimschoots voldoende zijn om te zorgen dat het in eerste instantie warmere water als eerste bevriest.
Victory through technology

#8

Chatelier

    Chatelier


  • >25 berichten
  • 33 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 05 mei 2014 - 15:59

Voor het verschil tussen de snelheid waarmee een flesje/beker lauw of koud water bevriest zijn diverse verklaringen. Een belangrijke is echter een heel simpele: In de normale diepvries zet je zoiets op een oppervlak (lade, rekje) waar al een beetje ijs op gevormd is. Het warmere flesje zal dit in eerste instantie doen smelten, waardoor een goed contactoppervlak ontstaat en daarna de warmteoverdracht sneller gaat. Dit kan ruimschoots voldoende zijn om te zorgen dat het in eerste instantie warmere water als eerste bevriest.

Dat is ook een goede uitleg ja, maar mijn vraag was nu eigenlijk: als je een flesje water wilt superkoelen (T onder vriespunt) in de diepvries, waarna je het er voorzichtig wilt uitnemen om het dan een tikje te geven zodat het plots ijs wordt, zet je dan best een flesje koud of warm water in de diepvries?


#9

Typhoner

    Typhoner


  • >1k berichten
  • 2446 berichten
  • VIP

Geplaatst op 06 mei 2014 - 08:01

Dat is dus nogal moeilijke materie omwille van de vele variabelen die een rol kunnen spelen (vorm van de container, temperatuur van de vriezer, etc.). Ik denk niet dat er een groot verschil zal zijn, waardoor de andere effecten waarschijnlijk domineren. Voor jouw specifieke opstelling kan je natuurlijk altijd eens wat experimenteren.

Veranderd door Typhoner, 06 mei 2014 - 08:02

This is weird as hell. I approve.

#10

Herman66

    Herman66


  • >100 berichten
  • 125 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 augustus 2015 - 08:17

Water kan je onder bepaalde omstandigheden superkoelen. De temperatuur is dan lager dan het vriespunt van de stof. In vele filmpjes op internet geven ze het flesje water dan een schok en dan bevriest het plots. Hoe komt dat deze schok of trilling de doorslag kan geven?

 

Omdat door een schok of trilling de convectiviteit verhoogt waardoor er energie wordt afgevoerd zodat het water plots bevriest.


#11

die hanze

    die hanze


  • >250 berichten
  • 441 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 13 augustus 2015 - 22:01

De manier waarop heat-packs werken is niet bekend, ik hoor ook altijd de uitleg van een schokgolf die energie geeft maar als men dit echt gaat uitrekenen, zien ze dat ze veel energie tekort komen. Thermodynamisch is het allemaal heel eenvoudig maar de kinetica is ver van begrepen.

 

We zouden natuurlijk zo'n berekening hier eens kunnen proberen.


#12

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 13 augustus 2015 - 23:35

Ik ben benieuwd, voornamelijk naar welke energie er dan tekort komt.

 

De energie die bij het terugspringen van een veer vrijkomt is vele malen hoger dan de thermische energie van de moleculen. Gezien je maar een tiental (ordegrootte) moleculen nodig hebt om een kiem te vormen is het niet zo uitzonderlijk dat er op de plaats waar die veer terugspringt voldoende moleculen voldoende energie hebben gekregen om de kristallisatiebarriëre te overbruggen.

 

Ik zie zo 1-2-3 het probleem niet.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#13

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8789 berichten
  • VIP

Geplaatst op 14 augustus 2015 - 01:31

Eerlijkgezegd heb ik geen idee hoe je het uberhaupt zou kunnen uitrekenen.

De verklaring rond de drukgolf leek me plausibel, en dat 'klik-dingetje' in een heatpack werkt vrijwel altijd bij de eerste poging bij kamertemperatuur.

Overigens neemt dat niet weg dat het mechanisme anders kan zijn, bijvoorbeeld ejectie van een beetje materiaal uit het klikkertje dat dan een kern vormt, of wellicht zelfs het ontstaan van een dampbel die implodeert en uit dat punt kristallisatie start.

Om erachter te komen denk ik dat observeren de beste weg is. Helaas heb ik geen camera die snel genoeg is voor dit soort werk (met 240 fps kom je er denk ik niet), maar als iemand een serieuze highspeed camera en een paar goede lampen heeft wil ik het graag eens proberen :)
Victory through technology

#14

die hanze

    die hanze


  • >250 berichten
  • 441 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 14 augustus 2015 - 14:47

de energie die vrijkomt door de klikker is inderdaad meer dan hoog genoeg om de eerste condensatie kernen te vormen, de thermodynamica is vrij simpel.

Die energie cordt echter omgezet in een schokgolf over de lengte van die veer en is dus zeer gespreid, de energie dichtheid (joule per kuub) is volgens wat ik gehoord heb veel te laag om condensatie kernen te vormen.

 

De ejectie van restjes via die klikker heb ik ook al eens gehoord maar is dit niet eenvoudig te testen door een super propere klikker te gebruiken?


Aan benm,

 

ik zie niet in hoe je dit met een kamera gaat bestuderen, het groeien van die condensatie kernen is goed begrepen maar de vorming ervan niet.

De vorming van de condensatie kernen speelt zich af op nano schaal dus daar kom je niet ver met een gewone kamera.


#15

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8789 berichten
  • VIP

Geplaatst op 14 augustus 2015 - 16:06

Die kernen kun je natuurlijk niet zien, maar wel waar het proces precies begint - aan het oppervlak van de klikker, of een stukje verderop etc. Wellicht is de vorm zodanig dat je een drukgolf krijgt met een piek op een specifieke plek (soort lens-werking).

Er gebeurd wel iets aparts met die klikker: als je gewoon een flinke klap op zo'n heatpack geeft lukt het met geen mogelijkheid de boel te laten kristalliseren, maar dat klikkertje werkt vrijwel feilloos. Misschien dat het wel lukt met bijvoorbeeld een hamer, maar die packs zijn denk ik niet degelijk genoeg om dat te overleven.
Victory through technology





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures