Dag Evert Jan,

2. Je noemt "een rechte curve"... wat moeten we ons daarbij voorstellen?
Nee, het verband tussen het volume en de temperatuur van water is niet lineair. De waarde van de kubieke uitzettingscoëfficiënt gamma is niet constant op het traject van 20 tot 100 graden Celsius. Het informatieboek Binas geeft gamma=0,00021 per kelvin, maar dat geldt alleen in de buurt van 20 graden Celsius. Water is een "onregelmatig stofje".

1. Zie www.hfml.science.ru.nl/zeitler/onderwijs/thema2/werkcollege3.pdf
In de figuur van opgave 3.4 wordt een (vermoedelijk empirisch gevonden) verband gegeven tussen de dichtheid rho (in g/cm^3 of kg/liter) en de Celsiustemperatuur T:
rho=1-(T+288,9414)*(T-3,9863)²/{508929,2*(T+68,12963)}
Aangenomen dat dit verband juist is, is de massa van "100 liter bij 20 graden Celsius" gelijk aan rho(20)*100=99,823 kg
zodat het gevraagde volume bij 100 graden Celsius gelijk is aan
m/rho(100)=99,823/0,95810=104,20 liter.
Verhitting van 20 tot 100 graden Celsius geeft zodoende een volumetoeneming met 4,2%.
Groeten,
Gregorius

Dag Gregorius,

Bedank voor je reactie, het was precies wat ik zocht en kon het zelf niet vinden op het grote www.

Tja een "een rechte curve" hoe bedenk je het...?
Ik had twee zinnen in gedachte en toen ik op verzenden drukte zag ik dat het niet klopte. En helaas editten van je berichte dat wil hier niet.

 

Nogmals bedank
Vr. Gr. Evert Jan

 

'rechte curve' is een prima uitdrukking hoor! waarom zou een curve niet recht kunnen zijn. een 'curve' of 'kromme' is IEDERE ononderbroken verbinding tussen twee punten. de eenvoudgste 'kromme' is de 'rechte'.

groet,
Henk

Ik heb de volgende vraag over de uitzetting van water ivm. de vermeende zeespiegelstijging.

Waarom zie ik in de formules om de uitzetting van water te berekenen nergens de druk opgenomen?

Als de oceaan ergens 200 meter diep is, dan is de druk daar ong. 21 bar. Heeft dit dan geen significante invloed op de uitzetting van water?

Als dit wél invloed heeft, dan zouden de modellen over de zeespiegel stijging daar ook rekening mee moeten houden en heeft het een remmende werking op de zeespiegel stijging.

Temperatuur atmosfeer stijgt -> meer smeltwater in de oceaan -> meer water dus hogere druk -> minder snelle stijging zeespiegel?

(afgezien van meer verdamping en meer waterdamp in warmere atmosfeer)

In tegenstelling tot gassen laten vloeistoffen en vaste stoffen zich niet makkelijk samendrukken. De dichtheid van een kubieke meter water op 200 meter diepte zal niet veel anders zijn dan vlak bij het oppervlak. Invloed van de zeespiegelstijging zal dus niet een meer ingedrukt water opleveren dat minder ruimte inneemt op de bodem van de zee of de Marianentrog.

Warmte heeft wel invloed op de uitzetting. Meer energie laat moleculen meer bewegen waardoor het volume uitzet.

Nu ben ik dus helemaal de weg kwijt!

U zegt "vrijwel"niet samendrukbaar, maar als 1 m³ een klein beetje samendrukbaar is, en we hebben het over de hele oceaan, is het totaal aan water dan niet significant samengedrukt?

Geluidsgolven kunnen zich voortplanten door water, wat voor mij samendrukbaarheid inhoudt?

Het water op de bodem van de marianentrog is 3 C' (http://baredrack2007.blogspot.com/2007/01/afdaling-in-de-marianentrog.html)

Terwijl ik daar juist een temperatuur van 3,984 C' (hoogste dichtheid) zou verwachten!

En door deze hoge druk 1100 bar (11000m diepte) zou daar naast H₂O ook H₃O voorkomen?

Help!?!?!!!!!

Aangezien je het toegevoegde water ook over héél die oceaan uitspreidt is, als je 1 m³ water maar een beetje (extra) samendrukt, heel die oceaan ook maar een beetje extra samengedrukt.

ruwe cijfers (de relatie is niet helemaal lineair tussen 0 en 1000 bar): volumeafname (m³/m³) ≈ 0,000045 x druktoename (bar)

(onder in die Marianentrog is het water dus ruwweg 4,5 % samengeperst, ca 955 L vergeleken met een kuub aan de oppervlakte.)

Stel dat ál het Groenlands en Antarctisch ijs smelt. Dan komt er 70 meter water bij, extra druk ca 7 bar. Kijken we naar een waterkolom van 1 m² doorsnede, dan bevat die bij de Marianentrog ongeveer 10 000 m³ water, afhankelijk van de diepte reeds in enige mate samengeperst. Door de extra 7 bar zou je in de Marianentrog per vierkante meter dus ongeveer 7 x 10 000 x 0,000045 ≈ 3,15 m³ water éxtra kwijt kunnen. Je blijft echter toch met een zeespiegelstijging van 67 m zitten.  Mondiaal zal dit overigens meer zijn, want gemiddeld is de oceaandiepte slechts 4000 m. Gemiddeld zal een 7 bar drukstijging dus maar 7 x 4000 x 0,000045 ≈ 1,25 m ruimte scheppen. Kortom, extra samendrukking of niet, alle Nederlanders zullen dan moeten gaan wonen op een paar eilandjes in het voormalige Zuid-Limburg....

 Het water op de bodem van de marianentrog is 3 °C (http://baredrack2007.blogspot.com/2007/01/afdaling-in-de-marianentrog.html) 

Terwijl ik daar juist een temperatuur van 3,984 C' (hoogste dichtheid) zou verwachten!

 Dat laatste (hoogste dichtheid bij ca. 4°C) geldt voor zoet water, maar zeewater (meer dan ongeveer 25 g zout per kg zeewater) blijft toenemen in dichtheid helemaal tot aan het vriespunt. Zie ook de grafiek



een beetje bijgewerkt "geleend" van:

http://www.incois.gov.in/Tutor/IntroOc/lecture03.html
En dat is nog maar een deel van het verhaal, want onder hoge druk (op diepte dus) daalt het vriespunt van water ook nog eens. De exacte temperatuur op dat soort dieptes is dus meer afhankelijk van de vraag: "waar komt dit water vandaan en wat is er onderweg allemaal mee gebeurd?"

Allemaal een beetje duidelijker zo?

Groet, Jan

Haa, dank je wel Jan, zo zie ik het allemaal weer wat helderder!

Zodra je in de nazomer in een Zweeds meer gaat zwemmen, dan is het aan de oppervlakte aangenaam, maar 1,5 meter dieper gewoon koud. De vraag is hoeveel zet zeewater werkelijk uit, en compenseert de extra druk die daarbij onstaat niet het vergrote volume?

daarvoor deed ik hierboven (bericht 2010) al een sigarendoosbereking:

Schiet er maar op.

Wat betreft jouw "extra druk": als dat water in de Marianentrog alleen maar uitzet zonder dat er (smelt)water bijkomt, verhoogt dat dan de druk onderin? 


groet, Jan

De aarde warmt op, dus ook het zeewater warmt op. Hierbij zet het zeewater uit. Dus het volume neemt toe. Dus de zeespiegel stijgt door de opwarming. Dit heb ik nog nooit ergens gehoord. Graag reactie.

Dat klopt op zich. Alles zet uit onder warmte omdat de moleculen verder uiteen kunnen komen. Alleen is de mate van toename per stof anders.  Water zet wat meer uit dan het land. De zeespiegel zal daardoor stijgen (als we even aannemen dat er geen water bijkomt door smeltende ijskappen op de zuidpool). 1 m³ water wordt per graad temperatuursverhoging 1,00021 maal groter (waarde bij 20 graden celsius, de uitzettingsmate is ietwat temperatuurafhankelijk).
Een schatting van het totale volume water op aarde (oceaan, zee, rivier, plas, wolken) is 1 386 000 000 km³ dus als alles een graad opwarmt wordt dat volume 1 386 291 060 km³.  Gezien het oppervlak van de aarde (510 000 000 km² ) betekent dat (bij 70% wateroppervlak) een verhoging van 291060/(0,7*510000000)=0,82 m . In de praktijk minder want water in wolken telt niet mee, de temperatuur gaat niet overal gelijkmatig omhoog, maar netto wel een (grote) verhoging.
Het vaste land zet ook uit, maar veel minder (voor steen ca. 1,000020 maal per graad) zodat netto we toch iets moeten doen met ophogen van dijken, meerwater ruimte creeren of meer op terpen gaan wonen - wat ze in Friesland al veel eerder bedachten.

De aarde als geheel zal door opwarming iets groter maar ook "luchtiger" (minder dicht) worden.  Gelukkig is er ruimte zat in het heelal om die expansie toe te staan.

De zee is niet overal  ingeklemd tussen vertikale dijken. Op veel plaatsen is er strand. De zeespiegel stijging berekenen indien er meer water of water met een groter volume inkomt is ondoenlijk. Men weet niet bij benadering hoeveel km aflopend strand er is. Komt er meer water in de zee dan zal de druk op de bodem toenemen en dat zou tot gevolg kunnen hebben dat deze, plaatselijk gaat dalen . 
Al met al een hachelijke zaak om hierover verder te speculeren. Er zijn teveel onzekerheden. Misschien zelfs geen enkele zekerheid.

Daarmee is "praktijk" altijd onnoemelijk veel ingewikkelder dan "ideale" of "natte vinger" berekeningen.
Er wordt ook alleen maar een globale verandering berekend.  Schuine stranden ipv een loodrechte wand maken het hooguit erger qua stijging. Bodemdruk kan een invloed zijn, maar de aarde is ook geen spons die zich zomaar laat indrukken: de Marianentrog als diepste punt geeft al aan dat ook de geweldigde druk aldaar door aardlagen weerstaan wordt. De druktoename door een meter waterverhoging is daarbij heel gering:  h g ρ = 1 m x 10 N/kg  x 1000 kg/m³ = 10 kN/m² = 10 kPa
(bij 10 meter diepte / hoogte erbij is de toegenomen druk 1 atm = 10⁵ Pa) en daarmee wordt de bodem niet noemenswaard door ingedrukt.

 Dat weet men zelfs behoorlijk nauwkeurig. Geef me een paar dagen en met behulp van Google Earth kan ik daar handmatig al een redelijke inschatting van maken, laat staan wat een serieus geografisch instituut met wat handige software zou kunnen (en dus ongetwijfeld ook al heeft gedaan).

"Strand" is in dit kader trouwens een veel te beperkte term, want als beide ijskappen geheel afsmelten mag je bijna heel Nederland (en nog veel meer gelijkaardige kustgebieden ter wereld) daaronder verstaan.
Zelfs lokale invloeden zijn al ingerekend voor lokale stijgingen. Zou bijvoorbeeld alleen Groenland afsmelten maar Antarctica niet, dan zou wereldwijd de zeespiegel gemiddeld met 7 m stijgen, maar in Groenland zelfs dalen, in Schotland ongeveer gelijkblijven, en in Nederland maar ongeveer een meter stijgen. Dat komt omdat het huidige landijs door zwaartekrachteffecten al aardig wat water naar zich toetrekt. 

Voor elke plaats op aarde is plus of min 1-2 meter en wellicht nauwkeuriger echt wel bekend wat er gaat gebeuren als de ijskappen afsmelten. Waar iedereen uit de dichtbevolkte kustgebieden dan heen moet wordt dan een politiek probleem dat zijn weerga niet kent. En wij gaan gewoon door met feestvieren :( 

Groet, Jan

Wie weet neemt de markt voor waterdichte begrafeniskisten toe voor de feestvierders die overlijden ;-)

Dag allen,
Drijvend ijs zit voor ±90% onder water. Als dat ijs smelt zal de 10% worden toegevoegd aan de oceanen en het waterniveau stijgen. Maar wat gebeurt er met die 90% onder water?
Als ik een glas neem met water en ijsklontjes en deze laat smelten, daalt het waterniveau in het glas!
Wat is hier de verklaring voor?

IJs is lichter dan water. Daarom is maar 90% nodig om even zwaar te zijn als het verplaatste water.
Als het ijs volledig smelt, dan zullen die 10% boven water gewoon in het water verdwijnen zonder dat de waterspiegel hoger wordt. Het ijs krimpt als het ware zodat het nieuwe watervolume even groot is als het volume van het ijs dat nu onder water zit.

Drinkglas met ijs zal qua waterspiegel niet dalen (tenzij je eruit drinkt) als het ijs smelt. Ook niet stijgen.

Dag Theo, dank voor je reactie.
Je uitleg is wat ik had verwacht, maar toch is het waterniveau iets gedaald (zonder te drinken). Zoals je eerder schreef is de "praktijk" ingewikkeld om uit te leggen. Zie je kans om zelf eens de proef op de som te nemen? Groet.

Dag Hans,

Het is me gelukt je resultaat te herhalen. Om het beter meetbaar/zichtbaar te maken pakte ik een tulpglas, breed van onder en smaller van boven. Een pakje grote ijsklonten erin, zo uit de vriezer, en bijvullen met water. 
Bijkomende waarneming: er stak aanvankelijk nauwelijks ijs boven het water uit: de ijsklonten zaten aan elkaar vastgevroren klem in het vernauwende deel van het glas. 

Er staat een nieuwe ronde te smelten nu, waarbij ik dat probleem vermijd.

Groet, Jan

Op je verzoek eens gedaan: longdrink glas half gevuld met water, ijsblokken erbij. Viltstiftstreep op waterniveau. Na twee uur nog eens gekeken (ijs gesmolten). Water nog steeds bij de viltstiftstreep.
Dit is geen lab meting met uiterst nauwkeurige metingen (dikte viltstiftstreep o.m.) maar komt wel met mijn verwachting overeen.

Als het ijs niet vrij kan drijven maar "ondergeduwd" wordt (smalle opening bijv) dan zal het water dalen: ijs neemt meer ruimte in dan water en die extra ruimte komt dan vrij.

 Dat is dan intussen allemaal gesmolten. Ondanks dat het glas half vol zat met ijs is er geen met het blote oog zichtbare verandering in het waterniveau. 

Wel nog een andere waarneming tijdens het smelten: Ik zie kleine gasbelletjes ontsnappen van de ijsblokjes.

Groet, Jan

Theo en Jan, dank voor het testen.

Een krap glas zou best invloed kunnen hebben, en het is idd geen labtest.
Toch zou een labtest wel interessant zijn, om dit te bevestigen. Als het immers zo is dat het niveau  daalt, dit invloed heeft op de stelling dat als de ijskappen smelten het waterniveau toeneemt.

Groet, Hans

Als ijskappen op Groenland of de Zuidpool smelten die op grond liggen, dan zal de waterspiegel zeker toenemen. Die "drijven" immers niet.

Eens, en dat geldt ook voor gletsjers.