thermische uitzetting van water

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

Beste Jan, 

Ik heb me wel eens laten vertellen dat 'smeltwater' dunner is dan normaal water. Hierbij veronderstel ik dat het om regenwater gaat. Zelf kon ik dit niet verklaren. Misschien dat jij dit wel kan aan de hand van het uitzettingscoefficient en de viscositeit? 

Alvast bedankt voor je reactie!! 

Gr Wim

Dag Wim,

Ik heb me van mijn leven zoveel laten vertellen. Maar bij gebrek aan een heldere bron (figuurlijk) voor die vertelling, kun je definiëren wat je verstaat onder "dunner", wat je verstaat onder "normaal water" waarom je veronderstelt dat het dan om regenwater gaat (dat overigens in veel gevallen ook  smeltwater is in die zin dat heel vaak die regendruppels als ijskristallen begonnen zijn), en ook, waarom je dit zou willen weten? 

Want al die soorten water die we onderscheiden zijn nogal vaag gedefinieerd als we er fysisch/chemisch naar kijken.  

Groet, Jan

Beste Jan,

Er werd mij verteld dat sneeuw/ijs op het dak lag en dat het eerst niet lekte maar bij het smelten wel. De verklaring botweg was dat het water dunner was wanneer het smeltwater werd. Uitzetting van bevriezen waardoor er uitzetting plaatsvond en zo vervolgens lekte zou niet de verklaring zijn.

Mijn interesse is belust op onwetendheid. :-)

Gr, Wim

Tja, sneeuw/ijs zijn vaste stoffen en stromen dus niet door gaatjes die kleiner zijn dan de grootte van de brokjes vaste stof. Zelfs in grotere gaatjes loopt dat klem, zoals ieder weet die wel eens een doos chocoladevlokken of zelfs hagelslag ondersteboven heeft gehouden. 

Dus als je een muggenhor buiten legt als het sneeuwt zal dat muggenhor niet of nauwelijks "lekken". Maar zo gauw het gaat dooien lekt vrijwel alle smeltwater door de mazen van het hor. Zo interpreteer ik nu jouw probleem. Is dat correct? Want dat lijkt me wel een bijzonder voor de hand liggende situatie, waarvoor me geen hogere fysica nodig lijkt om dat te kunnen aanvoelen. 

LS  : Een vraag voortkomend uit de zeer interessante verhandeling hierboven. Gesteld werd dat bij smelten van het Groenlands en Antarctisch ijs de waterspiegel zou stijgen met 70 m.
Uitgaande van het gegeven dat 70% van het aardoppervlak met water bedekt is vormt een aardbolschil van 70 m dikte een forse hoeveelheid water. Er zou dan 10/9 meer aan ijs en sneeuw moeten liggen op deze twee gebieden. Valt dit te rijmen?

De ijslagen boven land op Antartica zijn 3-5 kilometers dik. ( https://nl.wikipedia.org/wiki/IJskap) Dat is een flinke plas water. Als die kilometers worden uitgesmeerd over de natte wereldbol dan zouden we van 5000 m hoogte op klein oppervlak naar 70 m hoogte teruggaan op veel (71x) groter oppervlak. Dus een 71x oppervlak Antartica (12 .10⁶ km²) . En dan komt daar Groenland nog bij, delen van Canada en Rusland... alles waar het ijs op land ligt en niet al in het water drijft.
Ik heb het allemaal niet nagerekend, maar zo onvoorstelbaar is het niet.

https://en.wikipedia.org/wiki/Antarctic_ice_sheet

26,5 miljoen kubieke kilometer ijs

https://hypertextbook.com/facts/1997/EricCheng.shtml

360 miljoen vierkante kilometer oceaan.

betrekkelijk eenvoudig sommetje...


groet, Jan