Плотность льда меньше воды?

В ситуации с кубиком льда, помещенным в воду и в конечном итоге тающим, предполагается, что естественная конвекция представляет собой процесс, при котором происходит передача тепла от воды ко льду.

Однако естественная конвекция в этой ситуации требует непрерывного замещения частиц воды вблизи кубика льда для передачи энергии частицам льда, так как частицы воды, передающие энергию, - теряют свою энергию, и в процессе этого увеличиваются плотность. Или так, подумал я.

Но на самом деле, поскольку плотность льда меньше плотности воды, это означает, что частицы с истощенной энергией вблизи кубика льда действительно уменьшаются в плотности.

Итак, мой вопрос: как в этом случае возможна естественная конвекция?

Частицы воды в этом случае движутся вверх, а не тонут?

Можно ссылку или данные моделирования таяния кубика льда в воде?
Теплопередача от жидкости ко льду не зависит напрямую от конвекции. См. мой ответ на ваш предыдущий вопрос о механизме теплопередачи.
Убайд, когда молекулы воды рядом со льдом достигают 4 градусов по Цельсию, они становятся настолько плотными, насколько это возможно, и опускаются на дно контейнера. Их место занимает более теплая вода. Также обратите внимание, что все три формы теплопередачи всегда происходят одновременно: конвекция, теплопроводность и излучение.

Ответы (2)

Вода имеет наибольшую плотность в Т "=" 4 ∘ С .

  1. Если вода холоднее 4 ∘ С , небольшие объемы воды, остывающие до 0 ∘ С вокруг льда расширяются, а их плотность уменьшается и выходит за пределы плотности окружающей воды, поэтому они движутся вверх.
  2. Если вода теплее, чем 4 ∘ С , небольшие объемы воды, остывающие до 0 ∘ С , может быть гуще или разреженнее, в зависимости от того, насколько теплая и разреженная вода вокруг. Но объемы воды на 0 ∘ С согреется до 4 ∘ С , что означает, что они являются наиболее плотными объемами и начинают тонуть.

В обоих случаях имеется тонкий слой воды на 0 ∘ С который может двигаться вверх. Но во втором случае другой, внешний слой может двигаться вниз, за ​​пределы кубика льда, обеспечивая опережающий эффект.

Ну, это то, что я думаю, кстати, вы получили информацию о различной плотности воды при разных температурах из уравнения?
Это жесткий физико-химический расчет, чтобы доказать, что вода имеет наибольшую плотность при 4 ∘ С , и он даже опирается на более глубокие эмпирические параметры. Я не думаю, что это доказано ab initio, то есть из самых основ квантовой механики. (Кстати, это наука, поэтому вместо того, чтобы гадать, я должен дать вам ссылки.)
Оценки в 4 градуса по Цельсию достаточно, но для других вещей, связанных с водой, это отличный онлайн-справочник: www1.lsbu.ac.uk/water/density_anomalies.html#density

Чтобы этот вопрос имел смысл, лед должен плавать поверх воды. Важны различия в плотности между слоем холодной жидкой воды непосредственно под плавающим льдом и объемной жидкой горячей водой под этим слоем. Холодная жидкость более плотная, чем горячая. Поскольку он находится выше (в гравитации), он упадет. Горячая жидкость будет течь сзади. Горячая вода будет взаимодействовать за счет проводимости (молекулярных столкновений) с холодным льдом. Горячая вода станет холоднее (потому что теряет тепло), а лед растает (потому что нагревается). Цикл конвективного течения жидкости будет продолжаться.

См. мой ответ на этот пост для комментариев по поводу опасений, когда лед окажется под водой.

Плотность льда меньше воды?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v