вода

[e2e4]

Минералка - характерный пример. Вклад выделения газа в охлаждение жидкости, думаю, минимален.

[Munin]

На самом деле он достаточно велик, несколько градусов для газа - не проблема. Но ещё больше вклад газа в создание центров кристаллизации переохлаждённой жидкости :-)

Добавлено спустя 57 секунд:

А вот пластмассовая бутылка с растяжимыми стенками никак не может моделировать изохорного окружения.

[Хет Зиф]

Попрубую написать идеи:
$\rho _{water} \pi R_{1}^2h=\rho _{ice} \pi R_{2}^2h$, откуда $R_{2}=R_{1}\sqrt{\frac{\rho _{w}}{\rho _{i}}}$. Потом грубо скажем что: $P \approx E\frac{\Delta R}{R}=E\frac{R_{2}-R_{1}}{R_{2}}=E(1-\sqrt{\frac{\rho _{i}}{\rho _{w}}})$. Далее смотрим по справочнику модуль Юнга льда. А далее температуру плавления индивидуальных соединений в зависимости от давления.

[Munin]

кто-то где-то корня не извлёк... если там квадрат был...

[Хет Зиф]

Прошу прощения за ошибку

[e2e4]

Хет Зиф писал(а):

Попрубую написать идеи:
$\rho _{water} \pi R_{1}^2h=\rho _{ice} \pi R_{2}^2h$, откуда $R_{2}=R_{1}\sqrt{\frac{\rho _{w}}{\rho _{i}}}$. Потом грубо скажем что: $P \approx E\frac{\Delta R}{R}=E\frac{R_{2}-R_{1}}{R_{2}}=E(1-\sqrt{\frac{\rho _{i}}{\rho _{w}}})$. Далее смотрим по справочнику модуль Юнга льда. А далее температуру плавления индивидуальных соединений в зависимости от давления.

Хет Зиф, я конечно ни в коем разе не настаиваю, но не понял - на каком основании вы применили закон Бойля-Мариотта? Во-первых, он верен для идеальных газов. Во-вторых, хоть температура у нас постоянная, но просиходит фазовый переход. Слева у вас вода, справа - лед. Два разных вещества. И почему собственно произведения давления одного на его объем должны быть равны произведению другого на его объем?
Почему вы не пошли по вашей же схеме - сначала вычислить объем образующегося льда, потом сжать лед и посмотреть, какое избыточное давление для этого необходимо?

[Хет Зиф]

e2e4
это плотность а не давление

[e2e4]

Хет Зиф писал(а):

это плотность а не давление

Ой, точно, я дурак .

У меня получилось по вашей формуле около 0.29...0.41 атм избыточного давления.

[Хет Зиф]

e2e4
а чему модуль юнга равен?

[e2e4]

$8*10^5$ Па, но я не уверен, что это верная цифра - в инете нашел два раза модуль Юнга для льда, выраженный в дин/см - http://www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/069/233.htm и кг/мм^2 = http://www.oceanography.narod.ru/uchoba/spravka/ice.htm
Эти единицы не приводятся к Па, почему через них выразили модуль Юнга я не знаю, может это опечатки.

и только тут
http://www.nntu.sci-nnov.ru/RUS/NEWS/futuretechnology_2005/section04.doc
есть таблица для модуля юнга льда в нормальных МПа.

[Хет Зиф]

e2e4
Ну еще значение в кг/мм^2 можно понять! домножим на 10 и получим Н/мм^2

Добавлено спустя 1 минуту 26 секунд:

e2e4
Теперь вам осталось найти зависимость теплоты кристализации от давления. По моему она есть в справочнике Мейлихова! (мой семинарист кстати )

[Someone]

Хет Зиф писал(а):

Ну еще значение в кг/мм^2 можно понять! домножим на 10 и получим Н/мм^2

До введения системы СИ существовали такие единицы, как килограмм массы (кг) и килограмм силы (кГ), которая, естественно, определялась как сила, с которой тело массой 1 кг давит на поверхность Земли (на какой-то определённой широте, если не ошибаюсь, 45°). Переводной множитель (примерно): 1 кГ = 9,81 Н.

[e2e4]

Так. Значит, я ошибся. На графике в
http://www.nntu.sci-nnov.ru/RUS/NEWS/futuretechnology_2005/section04.doc
стр. 136 по оси y отложены E*100, МПа. До чего дурное обозначение, второй раз на нем попадаюсь - координаты по y не умножены на 100, а поделены. В общем получаются похожие результаты в обоих случаях - 9,5*10^9 и 8,0*10^9 Па.

Тогда избыточное давление составит около 4*10^3...4,8*10^3 атм, что гораздо ближе к правде, и, боюсь, при этом давлении вода ой как не скоро замерзнет.

P.S. Думаю, что скорее всего образуется не лед-1, имеющий меньшую плотность, чем вода, а любой другой из 9-ти оставшихся, и все будет ок. Только вот, давлений таких не создастся тогда, а создастся ровно такое, при котором устойчив лед2...10. Так что, Хет Зиф, я скорее всего прав - ваш подход дает в корне не верный результат.

[Хет Зиф]

e2e4
Ну мы говорим о льде как о тведом веществе, не важно какие модификации.
Ну тогда получается по таблицам в справочнике замерзнет при $\approx -56$ С . Но все таки замерзнет, а вы говорили что не замерзнет, значит я прав

[e2e4]

Хет Зиф писал(а):

e2e4
Ну мы говорим о льде как о тведом веществе, не важно какие модификации.
Ну тогда получается по таблицам в справочнике замерзнет при $\approx -56$ С . Но все таки замерзнет, а вы говорили что не замерзнет, значит я прав

Не не, важно. Лед-1 при замерзании увеличивается в объеме. Остальные модификации могут имеють более высокую плотность, чем вода.

Нашел вот например: http://monax.ru/chemistry/00005919_0.html

Цитата:

Сейчас известно десять форм льда, устойчивых при высоких давлениях. И у всех сохраняется четырежды координированная сетка водородных связей, то есть каждая молекула воды сохраняет в них все свои четыре водородные связи.

I - обычный лед, существующий при давлении до 2200 атм., при дальнейшем увеличении давления переходит в II;

II - лед с уменьшением объема на 18%, тонет в воде, очень неустойчив и легко переходит в III;

III - также тяжелее воды и может непосредственно быть получен из льда I;

IV - легче воды, существует при небольших давлениях и температуре немного ниже 0 С, неустойчив и легко переходит в лед I;

V - может существовать при давлениях от 3600 до 6300 атм., он плотнее льда III, при повышении давления с треском мгновенно превращается в лед VI;

VI - плотнее льда V, при давлении около 21 000 атм. имеет температуру +76 С; может быть получен непосредственно воды при температуре +60 С и давлении 16 500 атм.

Структура льда , у которой все углы между соседними водородными связями равны тетраэдрическому углу , обладает минимальной плотностью (наибольшей рыхлостью), возможной для четырежды координированных сеток. При деформации такой сетки плотность

неизбежно увеличивается, так что, например, для льда III она составляет 1,15 г/см3, то есть на 25% больше, чем во льду .

Итак, при внешних воздействиях (повышении давления) сетка водородных связей во льду не разрушается, а перестраивается, сохраняя свою четверную координацию. Более выгодным оказывается не разорвать некоторые водородные связи, а сохранить их все, лишь деформируя сетку, несколько изменяя углы между связями. В этой удивительной структурной устойчивости состоит важнейшее свойство сеток водородных связей между молекулами воды.

Поэтому можно уверенно говорить, что до 4 тыс. атм. дело не дойдет - установится более маленькое давление, при котором будут в равновесии находится разные формы льда и, возможно, вода.