Wasser zerdrücken?
Hallöchen,
Was passiert eigentlich, wenn man Wasser in einen Behälter geben würde, aus dem das Waser nicht hinausgelangen kann, und nun dieses Wasser mit einer Presse, die perfekt in diesen Behälter passt, zerdrückt.
7 Antworten
Mal angenommen die Konstruktion hält vollkommen dicht, ist unzerstörbar und kann beliebig viel Kraft erzeugen:
Je nachdem mit welchem Druck und welche Temperatur der Versuch beginnt, ändert das Wasser mit zunehmenden Drucken seinen Aggregatsszustand von gasförmig zu flüssig und schließlich hin zu fest. Würden wir bei Raumtemperatur (20 °C) und 1 bar beginnen, wäre das Wasser zunächst flüssig und dann bei ca. 10.000 bar fest. Kann man aus dem Zustandsdiagramm von Wasser ablesen.
Das Volumen würde dabei kaum aber ungleich 0 abnehmen.
Und dann? Ich spekuliere mal:
Ab einem vielfach höherem Druck würde irgendwan wohl die Molekühlverbindung aufbrechen.
Ab einem weiteren vielfach höherem Druck würde der Wasserstoff zu Helium fussionieren. Mit weiterem Druckanstieg dann auch die Fusionsprodukte zu immer schwereren Elementen.
Irgendwann hat man dann ein Objekt, dass nur noch aus Neutronen besteht. Steigt der Druck weiter könnte das Objekt zu einem Schwarzen Loch kollabieren.
Praktisch gibt es aber keine solche Konstruktion. Es wurde auch noch kein Druck höher als 7,7 Mio. bar im Labor erzeugt. Da wäre das Wasser bei 20 °C einfach nur fest. Zum Vergleich: Im Kern der Sonne herrscht ein Druck von ca. 250 Mrd bar bei ca. 15 Mio °C.
Im Labor klappt sowas auch nur auf kleinsten Skalen und nur bei ohnehin festen Stoffen. Größere Behälter mit Flüsigkeiten würden schon lange vorher platzen.
Mit genügend Druck kannst du Wasser beliebig komprimieren. Schon am Grund der Tiefseegräben ist die Dichte um rund 5 % höher als an der Oberfläche.
Bei weiter steigendem Druck bilden sich Hochdruck-Eisformen, danach Materie wie in einem Weißen Zwerg und danach Neutronenstern-Materie.
Das Problem sind Behälter und Kolben.
Flüssiges Wasser ist praktisch inkompressibel. Der Kolben geht kaputt, bevor sich etwas nennenswert tut.
Edit: Zaltos Antwort ist richtig, allerdings bei echt abgefahrenen Drücken.
Der Druck steigt und der Behälter gibt irgendwann nach, indem er sich zunächst weitet und dann platzt.
Das Wasser wird verdrängt. Entweder platzt der Behälter oder das Wasser spritzt oben an der Presse raus, wenn die nicht ordentlich abdichtet.