[natuurkunde] bevroren tank
-
- Berichten: 3
[natuurkunde] bevroren tank
Hallo,
Ik ben erg benieuwd naar de druk in een bevroren waterkolom of tank.
Bovenin zit nog lucht, de tank is niet elastisch en open van boven (voor het gemak).
Zal bij bevriezing het water uitzetten alleen naar boven toe of zal de zijwaartse druk op de wand ook toenemen?
Bij een regenton wordt vaak gezegd helemaal of bijna helemaal leeghalen in de winter.
Zal het water niet alleen naar boven toe uitzetten of zet het ook altijd zijwaarts naar de wand uit (aangenomen deze is recht en niet elastisch)?
Ik ben erg benieuwd naar de druk in een bevroren waterkolom of tank.
Bovenin zit nog lucht, de tank is niet elastisch en open van boven (voor het gemak).
Zal bij bevriezing het water uitzetten alleen naar boven toe of zal de zijwaartse druk op de wand ook toenemen?
Bij een regenton wordt vaak gezegd helemaal of bijna helemaal leeghalen in de winter.
Zal het water niet alleen naar boven toe uitzetten of zet het ook altijd zijwaarts naar de wand uit (aangenomen deze is recht en niet elastisch)?
- Moderator
- Berichten: 51.270
Re: drukberekening tank
Opmerking moderator
Verplaatst naar Praktische wetenschappen
Water in zo'n tank (of emmer) bevriest altijd van boven naar onder(en van de tankwand naar binnen). Gevolg is dat zich een deksel/zuiger van ijs bovenin je tank vormt, vastgevroren aan de tankwand. En dat is een recept voor ellende.-
- Berichten: 863
Re: [natuurkunde] bevroren tank
Als de wand volledig star is zal het water naar boven uitzetten als het bevriest.
de kracht daarvan is zo groot dat de ijs deksel omhoog wordt gedrukt
(ijs krimpt weer gewoon als het nog kouder wordt)
als de wand flexibel is zal het ijs naar alle kanten uitzetten
de kracht daarvan is zo groot dat de ijs deksel omhoog wordt gedrukt
(ijs krimpt weer gewoon als het nog kouder wordt)
als de wand flexibel is zal het ijs naar alle kanten uitzetten
- Moderator
- Berichten: 9.968
Re: [natuurkunde] bevroren tank
Met een zeer sterke starre tank of juist een elastische heb je geen probleem.
Maar een niet heel sterke tank kan inelastisch, dus blijvend, vervormen of scheuren/barsten.
Verder, om misverstanden te voorkomen, ook bij heel lage temperaturen blijft ijs meer volume innemen dan toen het water was.
Maar een niet heel sterke tank kan inelastisch, dus blijvend, vervormen of scheuren/barsten.
Verder, om misverstanden te voorkomen, ook bij heel lage temperaturen blijft ijs meer volume innemen dan toen het water was.
-
- Berichten: 3.927
Re: [natuurkunde] bevroren tank
ik was op zoek naar gegevens om via de samendrukbaarheid van ijs en de uitzetting van water naar ijs uit te rekenen hoeveel druk je daarvoor nodig hebt om het ijs in hetzelfde volume te houden als het water dat het eerst was. Nog niet geonden maar ik denk dat je dan over een enorme hoge druk praat.
- Moderator
- Berichten: 9.968
Re: [natuurkunde] bevroren tank
Ik weet wel zeker dat je dan gigantische drukken nodig hebt.
Het is een ander verhaal als je een tank hebt waar een laag water in staat, een kuip zo je wil.
Wat gebeurt precies tijdens het bevriezen, wanneer vormt het zich nog naar de tank, wanneer is het te star geworden.
Interessant probleem waar ik niet direct een antwoord op heb.
-
- Berichten: 3.927
Re: [natuurkunde] bevroren tank
Er is een significant verschil tussen vervormen en samendrukken. Vergelijk het maar met een stuiterbal. die kun je met 2 vingers indrukken vanaf de zijkant. maar om het volume van de stuiterbal met 1% te verkleinen zal niet lukken met 2 vingers, waarschijnlijk ook niet met een hydrolische pers. Vandaar dat je zelfs een rotsblok kunt splijten door er water in op te sluiten en dat te bevriezen.
-
- Berichten: 863
Re: [natuurkunde] bevroren tank
ijs heeft het grootse volume als het net van water naar ijs is overgegaan.
het is dan nog relatief flexibel
bij nog kouder worden krimpt het weer zoals een normale vaste stof
een bevriezende massa water is dus een heel complex iets.
water opsluiten en dan bevriezen kan niet
er zijn dan twee mogelijkheden je constructie scheurt open of je water wordt geen ijs maar blijft onderkoeld water
de eerste is het meest waarschijnlijk als je koud genoeg gaat
het is dan nog relatief flexibel
bij nog kouder worden krimpt het weer zoals een normale vaste stof
een bevriezende massa water is dus een heel complex iets.
water opsluiten en dan bevriezen kan niet
er zijn dan twee mogelijkheden je constructie scheurt open of je water wordt geen ijs maar blijft onderkoeld water
de eerste is het meest waarschijnlijk als je koud genoeg gaat
- Berichten: 4.320
Re: [natuurkunde] bevroren tank
Dit verhaal hoor je veel en berust op een misvatting.
Vroeger toen de singels in de winter nog bevroren werden de kanten er van echt niet weggedrukt.
Dat komt omdat de ijslaag van onderen aangroeit.
Het ijs wordt dus dikker maar niet breder.
Pas als het ijs moet stijgen maar dat niet kan gaat het fout.
Ook als het heel snel gebeurd omdat dan ijsvorming door het geheel plaats vind.
Vroeger toen de singels in de winter nog bevroren werden de kanten er van echt niet weggedrukt.
Dat komt omdat de ijslaag van onderen aangroeit.
Het ijs wordt dus dikker maar niet breder.
Pas als het ijs moet stijgen maar dat niet kan gaat het fout.
Ook als het heel snel gebeurd omdat dan ijsvorming door het geheel plaats vind.
-
- Berichten: 863
Re: [natuurkunde] bevroren tank
ijs in de sloot kan ruimte maken door hol of bol te gaan staan.
verder vriest het bijna nooit overal tegelijk dicht zodat het water wordt weggedrukt opzij of de bodem in
opzij drukken van de walkanten is niet aan de orde (de wal is ook bevroren)
als vorst de wal beschadigd wordt de wal de sloot in gedrukt door het uitzettende water in de grond
verder vriest het bijna nooit overal tegelijk dicht zodat het water wordt weggedrukt opzij of de bodem in
opzij drukken van de walkanten is niet aan de orde (de wal is ook bevroren)
als vorst de wal beschadigd wordt de wal de sloot in gedrukt door het uitzettende water in de grond
- Berichten: 4.320
Re: [natuurkunde] bevroren tank
Ik heb in mijn kinderjaren op heel wat ijs gelopen, maar nooit stond het hol of bol.
-
- Berichten: 3.927
Re: [natuurkunde] bevroren tank
ik heb in mijn kinderjaren wel eens een bolstaand plastic regenton gezien die helemaal bevroren was met een bol staande bodem. lijkt overigens wel alsof vorst en veel ijs op die manier iets is geworden van heel lang geleden.
-
- Berichten: 863
Re: [natuurkunde] bevroren tank
ik wel
soms werd het aan de kanten los van het water gedrukt en zakt je er daar nog ff door.
soms werd het aan de kanten los van het water gedrukt en zakt je er daar nog ff door.
- Moderator
- Berichten: 9.968
Re: [natuurkunde] bevroren tank
Uiteraard. Maar "normaal", hexagonaal, ijs krimpt nooit meer tot het de dichtheid van water heeft.boertje125 schreef: ↑vr 02 jul 2021, 14:55 bij nog kouder worden krimpt het weer zoals een normale vaste stof
-
- Berichten: 3.927
Re: [natuurkunde] bevroren tank
ijs heeft ook stromingseigenschappen (net zoals glas), zie bv hoe dat werkt bij gletsjers. Dus dat het zich zet in een sloot naar de ruimte die er is verbaast me niet. zolang er maar ruimte is.