Может ли лед растаять в идеально закрытом сосуде?

Если у меня есть кубик льда, скажем, например (15 × 15 × 15 см), он помещался внутрь контейнера с внутренними размерами (15 × 15 × 15 см), а контейнер прочный, чтобы не допустить сжатия, расплавится ли кубик, если поставить его при комнатной температуре? Или он просто частично расплавится? Что именно произойдет?

какой материал контейнера? Какова масса контейнера? Какова начальная температура контейнера и кубика льда? Если вы хотите знать точно, вы должны быть точными и полными в своих настройках.
Возможно, вы задали этот вопрос, забыв, что вода при таянии сжимается, в отличие от большинства других веществ, которые расширяются? Читая это, я ожидаю увидеть идентичный вопрос, но конкретно спрашивающий о веществе, которое расширяется, и теперь мне интересно, что произойдет, поскольку для него нет места для расширения.

Ответы (3)

Конечно может расплавиться. Лед менее плотный, чем жидкая вода. Разница в объеме (расплавленная вода не заполнит куб полностью) заполнена водяным паром.

Если вам интересно, почему образуется водяной пар:

Возможно, вы видели эксперимент, в котором вода закипает, если поместить ее в вакуум. Если нет вакуумного насоса для удаления пара, кипение прекратится, как только пар достаточно увеличит давление. (Равновесное давление называется давлением пара и зависит от температуры.)

То же самое происходит и в вашем примере: если бы тающий лед создавал вакуум, вода кипела бы до тех пор, пока пар не заполнил бы ее.

Как вы думаете, почему плотность имеет какое-то отношение к плавлению?
Представьте себе обратное: куб, наполненный водой при температуре замерзания. Если структура достаточно жесткая, вода не замерзнет, ​​так как температура плавления при высоком давлении слишком низкая. Давление возрастает именно из-за изменения объема при плавлении.
Я думаю, в этом случае вода замерзнет, ​​но создаст другой вид льда (с другой кристаллической структурой), например. Ice II, Ice III, Ice IV все зависит от того, выдержит ли контейнер давление
Ух, хороший момент. Не помнил, что во льду есть твердые фазы «выше» жидкости на pT-диаграмме. В любом случае, это не имеет отношения к вопросу :)

Все тела приходят в термодинамическое равновесие , как и куб со льдом внутри, за счет излучения черного тела из окружающей среды и конвекции на ящике, поэтому он растает, если температура окружающей среды выше 4°С. Соответствующий ответ здесь

высота, на которую вода увеличилась из-за таяния льда, точно такая же, как высота, на которую увеличилась плавучесть до того, как лед растаял.

Если температура наружного воздуха ниже 0°С, лед не будет таять, а будет охлаждаться дальше, равновесие будет иметь более низкую температуру.

Когда вода переходит из жидкого состояния в твердое (замерзает), ее плотность уменьшается примерно на 9%, что необычно для химических соединений. Вот почему лед плавает в жидкой воде. Когда вода находится в состоянии льда, ее плотность начинает немного увеличиваться по мере того, как температура падает ниже нуля, хотя она никогда не становится такой же плотной, как жидкая вода.

Так что проблем не будет. Если вы наполните коробку водой и заморозите ее, на содержащую коробку будет оказываться большое давление из-за уменьшения плотности на 9% по мере образования кристаллов льда. Причина лопнувших труб в морозе.

Невозможно остановить теплопередачу. Куб станет комнатной температуры.

Если в комнате 68°F, то давление будет 0,0231 атмосферы. Давление паров воды при 68°F.

Пар будет примерно 9%.

Может ли лед растаять в идеально закрытом сосуде?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v