[Vloeistoffysica] Vriezen van water

Gewoonlid

Laatst toen het had gevroren liep ik langs een meertje.

en ik zag dat de bovenkant van het water bevroren was, toen schoot me de volgende vraag te binnen:

de bovenkant van het water was bevroren, en het is een feit dat warmte opstijgt.

waarom is dan de bovenkant van het water bevroren en niet de onderste laag?

Antoon

goeg geredeneerd, dit word ook wel het anomalie van water genoemd.

Het komt er op neer dat water een speciale stof is. als het stolt dan vormt het een rooster en neemt de dichthuid juist af als het kouder word. verder is het maar goed voor de vissen ook dat het zo werkt. hier een schet van het verband tussen dichtheid (p) en temperatuur (T):

Afbeelding

dit verklaart ook waarom vissen niet bevrijzen. als het niet al te koud is. want de warmte blijft op één plek totdat het echt te koud is.

zodra de grafiek stijgt (bij de bobbel) betekend dat dat het koude water stijgt. en zo blijft het een tijdje de temperatuur van het maximun van de bobbel (als je op de juiste plek zit) en dat is ongeveer 5 greek024.gifC

Jan van de Velde

En wat je verder niet moet vergeten, een open water staat zijn warmte langs het oppervlak af. 's Winters wordt een open water langs onder door de aarde steeds weer opgewarmd, waardoor de bodem niet snel koud genoeg zal worden.

Al eens het water in een volle regenmeter zien bevriezen? Overal tegen de wanden en bovenin komt ijs (bovenin het sterkst door het effect in het plaatje van Antoon hierboven). Je krijgt dan een waterbel in een ijsklomp (totdat alles bevroren is natuurlijk)

Odyssius

En wat je verder niet moet vergeten, een open water staat zijn warmte langs het oppervlak af. 's Winters wordt een open water langs onder door de aarde steeds weer opgewarmd, waardoor de bodem niet snel koud genoeg zal worden.

Ik moet dit als duiker echter tegenspreken. Als je 's winters of 's zomers duikt (het maakt i.v.m. deze discussie niet zo véél uit wanner) in bv. de put van Ekeren (nabij Antwerpen) dan voel je zeer goed dat het op -15m akelig kouder is dan op ca 7 m diepte.

Spitfire28

En wat je verder niet moet vergeten, een open water staat zijn warmte langs het oppervlak af. 's Winters wordt een open water langs onder door de aarde steeds weer opgewarmd, waardoor de bodem niet snel koud genoeg zal worden.
Ik moet dit als duiker echter tegenspreken. Als je 's winters of 's zomers duikt (het maakt i.v.m. deze discussie niet zo véél uit wanner) in bv. de put van Ekeren (nabij Antwerpen) dan voel je zeer goed dat het op -15m akelig kouder is dan op ca 7 m diepte.

het water heeft ook een 'springlaag' die afhankelijk van de temperatuur zich op een andere diepte bevindt

wij als vissers, zoeken in de winter meestal de diepere stekken op omdat in de winter de vis zich liever in dieper water bevindt, omdat het daar iets minder koud is ...

behalve natuurlijk als het zonnetje in de winter zijn best doet, dan kunnen de hele ondiepe stekken natuurlijk ook interessant worden omdat daar het water ietsje warmer zal zijn

maar op een diepte van 15m heb ik op dat gebied geen ervaring

Jan van de Velde

Ik spreek dan ook over de bodem. Boven de 5 graden gaat water zich weer redelijk normaal gedragen, zodat het warmere water weer minder dichtheid heeft en opstijgt. Verder denk ik dat in die Put van Ekeren op 15 m diepte relatief weinig zonnestraling meer zal doordringen?

Odyssius

Verder denk ik dat in die Put van Ekeren op 15 m diepte relatief weinig zonnestraling meer zal doordringen? Smile

Zonlicht in meren in vlaanderen en nederland en in de oorsterschelde is geen verijste. In oesterdam (oosterschelde, maar door unieke ligging geen stroming) is het soms op 8 m diepte al dat het pikke donker kan zijn. Daar is het echter warmer dan in Ekeren, wegens een warm stroomgebied?

Wat ik me wel afvraag is hetvolgende: op bv. - 3000 m diepte (en er is wel ergens een bodem die zo diep ligt denk ik) zit je dichter bij de aardkern, is het daarom daar warmer dan op bv -15 m in Ekeren?

Jan van de Velde

In de "droge" aarde is het inderdaad in het algemeen hoe dieper hoe warmer. In de oceanen niet.

En dat het hoe dieper hoe kouder kan zijn is redelijk eenvoudig te verklaren. Het diepe oceaanwater is zo diep terechtgekomen door afkoeling aan de polen, waar het zouter en daarmee dichter wordt. Dit koude zoute water zakt naar de bodem. Het diepste punt is trouwens iets meer dan 11 km ergens in de Marianentrog (nabij de Filippijnen)

wannes

op heel grote diepte ligt de temperatuur in de buurt van de 4°C omdat bij die temperatuur de dichtheid van water het kleinst is(zie grafiek van dichtheid van water daar heb je bij 4° een maximum)

Jan van de Velde

Wannes schreef:

op heel grote diepte ligt de temperatuur in de buurt van de 4°C omdat bij die temperatuur de dichtheid van water het kleinst is

Is dat wel zo? Op grote diepte heersen hoge drukken. Temperatuur of niet, water zal hier hoe dan ook een hoge dichtheid krijgen. Antoon's grafiekje geldt voor water bij atmosferische druk. Het stolpunt van water daalt fors onder deze hoge drukken (onderin de Marianentrog tot 1100 bar) Ik vind waardes tot -22°C voor het stolpunt bij deze drukken. Ik kan me dan ook voorstellen dat Antoon's grafiekje hier niet meer geldt.

Odyssius

druk heeft inderdaad invloed op de smelt en stol temperatuur. Je kunt dit aan de hand van volgende proef makkelijk aantonen:

verwarm een kolf met water, tot het gaat beginnen brubbelen (de zuurstofdeeltjes dus). als je de kolf laat afkoelen, zodat het stopt met brubelen een kurk erop plaatst, en vervolgens met koud water gaat overspoelen, zal de druk in de bokal verkleinen, en het brubbelen zal opnieu beginnen

wannes

Wannes schreef:
op heel grote diepte ligt de temperatuur in de buurt van de 4°C omdat bij die temperatuur de dichtheid van water het kleinst is
Is dat wel zo? Op grote diepte heersen hoge drukken. Temperatuur of niet, water zal hier hoe dan ook een hoge dichtheid krijgen. Antoon's grafiekje geldt voor water bij atmosferische druk. Het stolpunt van water daalt fors onder deze hoge drukken (onderin de Marianentrog tot 1100 bar) Ik vind waardes tot -22°C voor het stolpunt bij deze drukken. Ik kan me dan ook voorstellen dat Antoon's grafiekje hier niet meer geldt.

je kan op de grafiek die je zelf gepost hebt toch zien dat de temperatuur op grote diepte stagneerd ergens tussen 0° en 4°C, door de grote druk kan het zijn dat de waarde iets veranderd

Odyssius

Je kunt op de grafiek de temperatuur zien, maar niet de massadichtheid van water op bepaalde druk.

Jan van de Velde

http://www.lsbu.ac.uk/water/explan2.html#Pdens

12 Pressure reduces the temperature of maximum density

Increasing pressure shifts the water equilibrium towards a more collapsed structure (e.g. CS). So although pressure will increase the density of water at all temperatures (flattening the temperature density curve), it will have a disproportionate effect at lower temperatures. The result is a shift in the temperature of maximum density to lower temperatures. At high enough pressures the density maximum is shifted to below 0°C (~20 MPa) and, at above 200 MPa, it cannot be observed.

Dus bij oplopende druk wordt de curve van Antoon steeds platter, en schuift het bobbeltje uit Antoon's curve op naar links. Bij 200 bar (2 km diepte)zit het bobbeltje al bij 0°C, en bij 2000 bar (20 km diepte als die er zou zijn) is het bobbeltje niet meer waarneembaar.

Spitfire28

Verder denk ik dat in die Put van Ekeren op 15 m diepte relatief weinig zonnestraling meer zal doordringen?

met ondiepe stekken bedoel natuurlijk ik 1 à 2m diep, maar dit heeft niets met dit topic te maken ...

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[Vloeistoffysica] Vriezen van water

[Vloeistoffysica] Vriezen van water

Re: [Vloeistoffysica] Vriezen van water

Re: [Vloeistoffysica] Vriezen van water

Re: [Vloeistoffysica] Vriezen van water

Re: [Vloeistoffysica] Vriezen van water

Re: [Vloeistoffysica] Vriezen van water

Re: [Vloeistoffysica] Vriezen van water

Re: [Vloeistoffysica] Vriezen van water

Re: [Vloeistoffysica] Vriezen van water

Re: [Vloeistoffysica] Vriezen van water

Re: [Vloeistoffysica] Vriezen van water

Re: [Vloeistoffysica] Vriezen van water

Re: [Vloeistoffysica] Vriezen van water

Re: [Vloeistoffysica] Vriezen van water

Re: [Vloeistoffysica] Vriezen van water