Wie stark ist der Gefrierdruck, wenn Wasser in Eis expandiert?
Wenn Wasser zu Eis expandiert, dann nimmt sein Volumen um circa 9% zu, weil es eine Kristallstruktur animmt.
Ich habe früher ein Experiment gesehen, wo Wasser in eine Stahlkugel gefüllt und nachher in eine Stickstoffbehälter (Gefriertruhe) gestellt wurde, nachdem das Wasser zu Eis in der Stahlkugel expandiert ist, ist diese Stahlkugel aufgeplatzt wie eine Granate.
Ich habe das Experiment auf Youtube sogar gefunden: https://youtu.be/AN6RoW9da1o
Nun frage ich mich wie hoch dieser Gefrierdruck maximal werden kann und ob man nur mit dem Gefrierdruck auch noch viel stabilere Metalle/Materialien zerstören kann.
3 Antworten
Gefrierdruck beträgt maximal etwa 220MPa
Dass die Stahlkugel aufplatzt liegt übrigens nicht nur am Druck, sondern an der Tatsache, dass kubisch-raumzentrierte Werkstoffe wie der hier verwendete Stahl bei niedrigen Temperaturen extremst spröde werden
Auf die Schnelle habe ich folgendes gefunden: Bei einem Druck von 1000 bar nimmt das Volumen von Eis um etwa 1 % ab. Um Eis so zu komprimieren, dass das Volumen dem von flüssigem Wasser bei Atmosphärendruck entspricht, benötigt man also fast 10 kbar, in der Praxis vermutlich noch mehr, da die Kompressibilität mit steigendem Druck abnimmt.
Je stabiler der Behälter, desto höher wird der Druck beim Phasenübergang, desto länger bleibt das Wasser flüssig. Ob das gen Unendlich geht- keine Ahnung.
