Sprengkraft von Eis

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8 Antworten

Den Versuch gibt es im Physikunterricht. Da wird eine Stahlkugel die oben einen Hahn hat randvoll mit Wasser gefüllt und abgekühlt. Das Wasser kann sich nicht ausdehnen, es entsteht eine unterkühlte Flüssigkeit, díe enormen Druck erzeugt. Dann wird der Hahn geöffnet und es kommt ein Springbrunnen heraus, der in der Luft gefriert. Das Wasser in der Kugel gefriert auch schlagartig. Damit das geschieht, muss die Temperatur so niedrig sein, dass die beim Gefrieren entstehende latente Wärme aufgenommen wird ohne über Null Grad zu kommen.

Google mal Eissprengung und/oder Frostverwitterung.

Eisdrücke sind Temp-abhängig: Bei –5 °C ca. 50 MPa. Druckmaximum: Bei –22 °C ca. 211,5 MPa

Bei höheren Drücken wandelt sich das Eis in andere kristalline (oder amorphe) Formen um, deshalb gibt es keinen weiteren Druckanstieg.

Bei der Stahlkugel kommt es jetzt wie Hubertt scheibt auf Material und Wanddicke an. Berstdrücke/Zerreißfestigkeiten in T-Abhängigkeit gibts in speziellen Tabellenwerken (vermutlich auch via google).

Grüße PJ

1cm Wandstärke ist nicht viel. Ab wann ein Behälter platzt hängt davon wie tief die Gefriertemperatur ist und auch aus welchem Stahl die Wand ist. Nicht jeder Stahl hat die gleiche Zugfestigkeit. Und die Wandstärke ist natürlich am wichtigsten.

Genau kann man das nur sagen wenn man es ausprobiert hat bzw. den Stahl genau kennt.

Ne also wenn ich das richtig sehe, ist das ja so, wenn Wasser gefriert, verringert sich das Volumen und drinnen entsteht ein Unterdruck. Was mit der Stahlkugel ist, hängt davon ab, wie stabil sie is.

kleiner Denkfehler, Wasser hat bei ca. 4°C seine minimale Dichte. Darunter / darüber dehnt es sich aus.

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Erstmal Physik lernen und dann plauschen ;-)

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sie platzt. Päng. Aber nur, wenn die Wand nicht dich genug ist.

Ja, sagen wir mal, wenn sie dick genung ist.

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Muss ja nicht Stahl sein. Die Frage ist nur, was geschieht, wenn Eis keinen Platz hat, sich auszudehnen.

Das Eis wird sich ausdehnen, da Eisen aber formbar ist, wird die Kugel nicht explodieren, sondern verformt sich. Ist das Belch sehr dünn, kann es reißen, aber explodieren wird da nichts!

In welche Form soll sich den eine Kugel verformen, damit sie bei gleicher Oberfläche mehr Volumen enthalten kann ?

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@Hubertt

eis dehtn sich ungleichmäßig aus, das kann man also nicht vorraussagen... Beuoen vieleicht

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@hoipolli

Das kommt eben auf die Stahlsorte an und auf die Wandstärke. Erst wird es sich etwas dehnen und dann wird es einen Riss irgendwo geben. Filmreife Explossion wird es nicht geben, da hast du recht. Aber einen Knall wird es schon machen und zwar einen ordentlich lauten.

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kommt auf die wandstärke der kugel an

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