Pucanje leda

Klasična mehanika, mehanika fluida, termodinamika i statistička fizika, elektromagnetizam, talasi i optika ...

Pucanje leda

Postod milija » Sub Jul 10, 2010 6:43 pm

Zašto čujemo pucanje leda? Primetio sam da u što topliju vodu ubacim kocku leda, čujem jače pucanje. Zašto se pucanje leda ne čuje na sobnoj temperaturi, dok recimo kada je voda blizu tacke kljucanja, leda puca i cuje se kao mali prasak.Da li postoji neka povezanost između jačine pucanja i temperature?
Istrazivanje Vaseljene je najuzviseniji posao kojim jedan dzentlmen moze da se bavi.

I. Rabi
Korisnikov avatar
milija
Glavni Administrator
 
Postovi: 1387
Pridružio se: Sre Feb 14, 2007 9:31 pm
Lokacija: Priboj

Re: Pucanje leda

Postod Quant » Ned Jul 11, 2010 11:38 am

Molekuli vode, i u čvrstom i u tečnom agregatnom stanju grade vodonične veze. Vodnične veze slabije su od hemijskih, ali su ipak prilično jake i mogu znatno da utiču na grance kod faznih prelaza. Tako mnoga jedinjenja, koja grade ovu vrstu veza imaju znatno veću temperaturu ključanja od one koju bismo očekivali, s obzirom na njihove druge strukturne odlike.

Vodonične veze grade se između vodonikovih atoma sa fluorom, kiseonikm, azotom (sve su to atomi sa velikom elektronegativnošću). Kao jedinjenje u čiji sastav ulazi voda i kiseonik, voda gradi vodonične veze. U čvrstom agregatnom stanju (tj. kada je u pitanju led) molekul vode gradi 4 vodonične veze, pri čemu se obrazuje tetraedarska struktura kristalne rešetke. Kod molekula vode u tečnom agregatnom stanju postoje i molekuli koje grade po tri vodonične veze (zbog termalnog kretanja), mada je prethodna raspodela i dalje dominantna. Kristalna struktura se narušava, pa stoga u faznom prelazu iz čvrstog u tečno agregatno stanje dolazi do oslobađanja energije.

Upravo takav fazni prelaz se dešava sa delovima leda koji se nađe u vodi. Pošto joj je temperatura veća, dolazi do toplenja leda. Pri tom se oslobađa izvesna energija, koja mora na nešto biti utrošena (zakon održanja enerije). Između ostalog, ona se ispoljava u vidu mikroskopskih zvučnih talasa, čijom superpozicijom nastaje makroskopski talas, koji se manifestuje u vidu pomenutog pucketanja.

Zašto je pucketanje značajno intenzivnije kod toplije vode? Zato što se proces topljenja leda odvija brže, nastali zvučni talasi su prilično brojniji, pa je stoga rezultujući talas, nastao njihovom superpozicijom, znatno veće jačine, pa je i pucketanje intenzivnije.
Stvari treba pojednostavljivati koliko god je to moguće, ali ne i više od toga. (A.Ajnštajn)
Quant
 
Postovi: 346
Pridružio se: Pon Sep 28, 2009 3:22 pm

Re: Pucanje leda

Postod fizikohemičar » Ned Jul 11, 2010 6:21 pm

0. Topljenje nema veze sa pucketanjem koje se čuje.
1. Zanemarimo li druge efekte (pritisak, primese, polja), led se topi na 0C bez obzira stavili ga u hladnu ili toplu vodu i bez obzira da li je pre toga bio na minus 100C ili minus 0,0001C.
2. Celokupna latentna toplota troši se na povećanje energije molekula i ni na šta drugo, čak ni na zvučne talase.

Zvučni talasi se emituju zbog razlike u gustinama leda na MINUS 17 (koliko je obično temperatura frizera) i leda na 0C kolika je maksimalna temeratura koju pod običnim uslovima (atmosferski pritisak) led može da ima. Ako je u velikom komadu, led se pri brzoj promeni T neravnomerno širi* pa se u njemu nakuplja elastična energija (energija mehaničkog napona)**, koja dovodi do pucanja materijala kada od jednog velikog komada punog mehaničkiog napona, nastaju manji oslobodjeni mehaničkog napona. U procesu oslobadjanja od (mehaničkog) napona dolazi do promena dimenzija čvrstog tela, a ako se ovo nalazi u fluidu (vazduhu), na granici faza dolazi do nagle promene pritiska. Ta promena pritiska se prostire kroz fluid kao zvučni talasni front. Da je samo jedan akt u pitanju čulo bi se jedno 'klik', no, pošto se radi o nastanku brojnih fragmenata onda se čuje pucketanje (serija slabijih ili jačih 'klikova'). Dakle, energija za pucketanje leda potiče od nakupljene mehaničke energije.

Priča o vodoničniom vezama je tačna (iz hemije, odličan 5) ali nema veze sa pucketanjem (iz FH nedovoljan 1) koje se čuje kada se čvrsto telo izloži velikom gradijentu temperature.*** Jer:

a) Pucketanje se čuje i kod drugijh tela koja nemaju vodonične veze.
b) Pucketanje se čuje i kod tela DALEKO ispod njihove tačke topljenja, dakle, nema veze sa topljenjem.

KAo i pre, evo pitanja:
0. Kakvim ogledom bismo mogli da se uverimo da pucketanje leda nema veze sa njegovim topljenjem?
1. Koja tela 'pucketaju' (ili bi pucketala) kada se izlože temperaturnskom gradijentu?
2. Kako se ovaj problem rešava u svakodnevnom životu?

_______________________
* Zbog slabe toplotne provodljivosti i velikog koeficijenta toplotnog širenja.
** 'Topliji' deo leda bi da se proširi jer je na većoj T gustina manja, a 'hladniji' mu to ne dopušta jer već ima dimenzije koje odgovaraju njegovoj T. Onda se na granci javlja mehanički napon koji dovodi do pucvanja materijala ako njegova energija nadmaši lokalnu energiju rešetke...
*** Imam veze utoliko što se sve pojave u vezi sa vodom/ledom svode na H-veze.
Svako ima pravo da bude u zabludi dok ga neka sila ne natera da to stanje promeni. Hartija sve trpi, a internet još i više.
[tex]\ B_6 \to 0[/tex] (http://xkcd.com/384/)
Korisnikov avatar
fizikohemičar
 
Postovi: 1514
Pridružio se: Čet Feb 15, 2007 7:15 pm

Re: Pucanje leda

Postod Quant » Ned Jul 11, 2010 8:48 pm

Da, vidim da mi je prva pretpostavka bila pogrešna. Ipak, pokušaću da popravim ocenu iz fizičke hemije :).
fizikohemičar je napisao:0. Kakvim ogledom bismo mogli da se uverimo da pucketanje leda nema veze sa njegovim topljenjem?


Recimo njegovim naglim hlađenjem u adekvatnoj supstanci, npr. tečnom helijumu(možda i nije najbolji izbor, ali nebitno). Dakle bacimo led u tu dosta hladniju sredinu. Efekat bi trebao da bude sličan- dakle, mada nema faznog prelaza u tečno agregatno stanje, dolazi do promene gustine- usled temperaturne promene do koje dolazi temperaturnom razmenom do trenutka uspostavljanja termodinamičke ravnoteže javlja se zapreminsko sabijanje leda. Ponovo se javlja elastična deformacija, odnosno u ledu postoji mehanički napon. Usled promena dimenzija tela naglo se menja pritisak i ponovo, kao u gornjem slučaju, kroz fluid prostire zvučni talas. Ako čujemo zvuk to je dokaz da je moja prepostavka da je klučna stvar u faznom prelazu pogrešna. Dakle u opisanom ogledu razlika je što nema faznog prelaza, i što umesto naglog širenja imamo naglo sabijanje kao elastičnu deformaciju.

Evo još jedno moguće rešenje (verovatno bolje i jednostavnije od prethodnog). Dakle, uzmimo dve veće kocke leda, a jednu od njih isitnimo (pazeći da pri tom ne dodje do topljenja njegovih delova). Na taj način imamo izvesnu količinu leda usitnjenjog i u celovitom obliku. Pustimo da se ohlade izvesno vreme (pod jednakim uslovima) kako bismo se uverili da im je temperatura ista (to je neophodno jer se led prilikom "drobljenja" mogao zagrejati u izvesnoj meri usled toga što mu je predata mehanička energija koja delom može preći u toplotnu, a kako bi eksperiment bio precizniji, obe količine leda moraju biti na istoj temperaturi). Potom oba uzorka dodamo u jako zagrejanu vodu (naravno jedno za drugim, ne odjednom). Još bi bolje bilo da se u dve posude voda zagreje do iste temperature pa se u odgovarajueim vremenskom razmaku u jednu ubaci kocka leda, a u drugu usitnjen led (to je praktičnije jer pošto dodamo led u vodu temperatura joj će se smanjiti, a cilj nam je da imamo ekvivalentne uslove). U prvom slučaju čuće se pucketanje, a u drugom će izostati (ili biti izrazito slabije, u zavisnosti od stepena "usitnjenosti leda". Dakle, u oba slučaja postoji fazni prelaz ali efekat pucketanja je prisutan samo jedanput, dok drugi put izostaje. Stoga se može lako zaključiti da između njih nema uzročno-posledične veze, tj. da fazni prelaz, odnosno topljenje nije od značaja. S druge strane princip koji ste gore opisali može da adekvatno opiše rezultat ogleda.

Što se tiče drugog pitanja (tj. pod brojem 1.) uviđam da je u pojavi najznačajniji uticaj koeficijenta zapreminskog širenja (treba da bude što veći), koliko je podložan elastičnoj deformaciji (što više to bolje) i sl.. Takođe mogu da to povežem sa strukturom kristalne rešetke i stepenom provodljivosti (verovatno bolje da bude što manji). A to su sve karakteristike materijala, tj. predstavljaju konstante. Tela koja su napravljena od materijala sa karakteristikama koje zadovljavaju uslove koje sam pomenuo su ta koja bi trebala da budu odgovor na pitaje. Naravno neophodna je i odgovarajuća fluidna sredina, npr. vazduh. U vakuumu bi svakako i pucketanje leda izostalo.
Stvari treba pojednostavljivati koliko god je to moguće, ali ne i više od toga. (A.Ajnštajn)
Quant
 
Postovi: 346
Pridružio se: Pon Sep 28, 2009 3:22 pm

Re: Pucanje leda

Postod fizikohemičar » Sre Jul 14, 2010 3:03 pm

Quant je napisao:Nadam se da sam sad dao odgovor koji ste tražili.

Hm, odgovor je tražio Milija, ja samo nisam bio zadovoljan prvobitnim objašnjenjem...
Bez obzira, svaka čast Quant!
Nakon više pokušaja shvatio sam šta si hteo da kažeš... vežbaj da pišeš direktno, dakle, bez mnogo okolišenja i nepotrebnih dodataka.

Da prepričam kako sam razumeo Quanta:

Uzmu se dve kocke leda, i POLAKO ohlade do T tečnog azota*, zatim se na toj temperaturi jedna zdrobi. Onda se i prah i kocka leda prenesu na -1C, i gleda/sluša... Kocka leda će da krcka dok će ledeni prašak biti nem....
... a može i obrnuto, još lakše, ubaci se kocka leda (ili ledeni prah) u posudu s tečnim azotom. Bez obzira na jako isparavanje azota, čuće se krckanje kada se ubaci kocka leda ali ne toliko jako kada se ubaci ledeni prah.

Quant je napisao:Što se tiče drugog pitanja (tj. pod brojem 1.) uviđam da je u pojavi najznačajniji uticaj koeficijenta zapreminskog širenja (treba da bude što veći), koliko je podložan elastičnoj deformaciji (što više to bolje) i sl.. Takođe mogu da to povežem sa strukturom kristalne rešetke i stepenom provodljivosti (verovatno bolje da bude što manji). A to su sve karakteristike materijala, tj. predstavljaju konstante. Tela koja su napravljena od materijala sa karakteristikama koje zadovljavaju uslove koje sam pomenuo su ta koja bi trebala da budu odgovor na pitaje. Naravno neophodna je i odgovarajuća fluidna sredina, npr. vazduh. U vakuumu bi svakako i pucketanje leda izostalo.


Ponavljam isto na srpskom: efekat će biti izraženiji što je veći koeficijent toplotnog širenja (http://en.wikipedia.org/wiki/Coefficien ... _expansion), niža toplotna provodljivost tela, manja elastičnost, i veći temperaturni gradijent.


Dakle najjače 'krckaju' krti materijali sa velikim koeficijentom toplotnog širenja što je u kućnim uslovima već video ko je probao da kuva kafu u običnoj staklenoj čaši**, da peče u običnoj staklenoj posudi itd...

_____________
* Izračunati koliko litara tečnog helijuma treba da ispari da bi se jedna kockica leda (neka je, recimo 10 g) ohladila od 0C do 4K. Uzeti da je toplotni kapacitet leda konstantan u datom opsegu temperatura.
** Ne preporučujem kao ogled, već se treba setiti ranijih kuhinjskih incidenta.
Svako ima pravo da bude u zabludi dok ga neka sila ne natera da to stanje promeni. Hartija sve trpi, a internet još i više.
[tex]\ B_6 \to 0[/tex] (http://xkcd.com/384/)
Korisnikov avatar
fizikohemičar
 
Postovi: 1514
Pridružio se: Čet Feb 15, 2007 7:15 pm

Re: Pucanje leda

Postod Quant » Sre Jul 14, 2010 6:08 pm

fizikohemičar je napisao:Izračunati koliko litara tečnog helijuma treba da ispari da bi se jedna kockica leda (neka je, recimo 10 g) ohladila od 0C do 4K. Uzeti da je toplotni kapacitet leda konstantan u datom opsegu temperatura.

Pokušaću da dam što jednostavniji i kraći odgovor.

[tex]m_h=V_h \cdot \rho[/tex]
[tex]m_l c \Delta{T} = m_h \lambda[/tex]
[tex]m_l c \Delta{T} = V_h \rho \lambda[/tex]
[tex]V_h = \frac{m_l c \Delta{T}}{\rho \lambda}[/tex]
[tex]\Delta{T}= 273 K- 4 K = 269 K[/tex]

Ako je:
[tex]c=4200 \frac{J}{kg K}[/tex]
[tex]\lambda= 0,85 \frac{kJ}{kg}[/tex]
[tex]\rho = 0,13 \frac{g}{{cm}^3}[/tex]

Zamenom vrednosti dobijamo približno:
[tex]V= 1000 l[/tex]
Poslednji put menjao Quant dana Sre Jul 14, 2010 7:26 pm, izmenjena samo jedanput
Stvari treba pojednostavljivati koliko god je to moguće, ali ne i više od toga. (A.Ajnštajn)
Quant
 
Postovi: 346
Pridružio se: Pon Sep 28, 2009 3:22 pm

Re: Pucanje leda

Postod fizikohemičar » Sre Jul 14, 2010 6:16 pm

Hm, ne znam odgovor dok lično ne izračunam ali mi se rezultat ne svidja od oka: naime, ne vidim da igde pominješ molekulsku masu pa se pitam kako si uspostavio vezu izmedju veličina izraženih po molu s onima izraženim po gramu.

Isto, bilo bi dobro da navedeš šta su [tex]\lambda, \rho[/tex] i c.
Svako ima pravo da bude u zabludi dok ga neka sila ne natera da to stanje promeni. Hartija sve trpi, a internet još i više.
[tex]\ B_6 \to 0[/tex] (http://xkcd.com/384/)
Korisnikov avatar
fizikohemičar
 
Postovi: 1514
Pridružio se: Čet Feb 15, 2007 7:15 pm

Re: Pucanje leda

Postod Quant » Sre Jul 14, 2010 6:21 pm

c- specifična toplotna provodljivost leda (vode)
[tex]\lambda[/tex]- latentna toplota ispravanja (tečnog) helijuma

Molarna masa je sadržana u gustini, nju sam uzeo kao gotov podatak, a to je ono [tex]\rho[/tex].

To da je molarna masa sadržana u gustini može se ilustrovati činjenicom da izotop helijuma sa molarnom masom 4 g/mol ima gustinu koju sam ja uzeo (0,13 g/cm^3), dok drugi njegov izotop sa molarnom masom 3 g/mol ima gustinu 0,18 g/cm^3 (naravno sve to pod uslovima koji odgovaraju tečnom helijumu).
Stvari treba pojednostavljivati koliko god je to moguće, ali ne i više od toga. (A.Ajnštajn)
Quant
 
Postovi: 346
Pridružio se: Pon Sep 28, 2009 3:22 pm

Re: Pucanje leda

Postod fizikohemičar » Sre Jul 14, 2010 6:31 pm

Quant je napisao:c- specifična toplota leda
[tex]\lambda[/tex] toplota ispravanja (tečnog) helijuma

Molarna masa je sadržana u gustini, nju sam uzeo kao gotov podatak, a to je ono [tex]\rho[/tex].


a. 4 J/g/K ~= 1 cal/g/K, je ako se dobro sećam bila definicija kalorije. Dakle to je specifična toplota vode a ne leda.
b. Ne razumem kako molarna masa može da bude uključena u gustinu.
Svako ima pravo da bude u zabludi dok ga neka sila ne natera da to stanje promeni. Hartija sve trpi, a internet još i više.
[tex]\ B_6 \to 0[/tex] (http://xkcd.com/384/)
Korisnikov avatar
fizikohemičar
 
Postovi: 1514
Pridružio se: Čet Feb 15, 2007 7:15 pm

Re: Pucanje leda

Postod Quant » Sre Jul 14, 2010 6:58 pm

a. U pravu ste, sad sam našao da je ipak duplo manje (to je moja (verovatno loša) navika da se zadaci uvek rade u opštim brojevima, a konstantama te vrste ne poklanja pažnja).

b. pa gustina zavisi od molarne mase, u tom smislu. Npr. kod idealnih gasova (čisto navodim primer, naravno da tečni heljum nije gas):
[tex]\rho = \frac{pM}{RT}[/tex]

Sa ispravkom za a) dobije se duplo manje rešenje za zapreminu isparenog helijuma. Tj. [tex]V= 500 l[/tex] (približno).
Stvari treba pojednostavljivati koliko god je to moguće, ali ne i više od toga. (A.Ajnštajn)
Quant
 
Postovi: 346
Pridružio se: Pon Sep 28, 2009 3:22 pm

Re: Pucanje leda

Postod fizikohemičar » Sre Jul 14, 2010 10:04 pm

Quant je napisao:a. U pravu ste, sad sam našao da je ipak duplo manje (to je moja (verovatno loša) navika da se zadaci uvek rade u opštim brojevima, a konstantama te vrste ne poklanja pažnja).

b. pa gustina zavisi od molarne mase, u tom smislu. Npr. kod idealnih gasova (čisto navodim primer, naravno da tečni heljum nije gas):
[tex]\rho = \frac{pM}{RT}[/tex]

Sa ispravkom za a) dobije se duplo manje rešenje za zapreminu isparenog helijuma. Tj. [tex]V= 500 l[/tex] (približno).


O.K. napravili smo korak u dobrom smeru, t.j., prihvatili smo da specifične toplota čvrstog i tečnog stanja nisu iste.

Sad treba da se složimo oko toga da na tečno stanje ne može da se primeni jednačina idealnog gasnog stanja. To bi trebalo da sledi iz proste činjenice da jednačina idealnog gasnog stanja kod realnih gasova važi samo pri visokim T i niskim P tako da kinetička energija čestica za redove veličine nadmašuje njihovu potencijalnu... Drugim rečima, jednačina idealnog gasnog stanja zanemaruje interakcije medju česticama. Medjutim, znamo da je u tečnom stanju ta interakcija otprilike ista kao i toplotna energija čestica...

Da skratimo muke, najlakše je molarne veličine pretvoriti u specifične tako što će se podeliti molekulskom masom. Recimo, toplota isparavanja po molu je M puta veća od toplote isparavanja po gramu. (M je broj grama u molu supstance.)
Svako ima pravo da bude u zabludi dok ga neka sila ne natera da to stanje promeni. Hartija sve trpi, a internet još i više.
[tex]\ B_6 \to 0[/tex] (http://xkcd.com/384/)
Korisnikov avatar
fizikohemičar
 
Postovi: 1514
Pridružio se: Čet Feb 15, 2007 7:15 pm

Re: Pucanje leda

Postod Quant » Sre Jul 14, 2010 10:56 pm

Dakle, napisao sam sledeće:
[tex]m_h=V_h \cdot \rho[/tex]
[tex]m_l c \Delta{T} = m_h \lambda[/tex]
[tex]m_l c \Delta{T} = V_h \rho \lambda[/tex]
[tex]V_h = \frac{m_l c \Delta{T}}{\rho \lambda}[/tex]
[tex]\Delta{T}= 273 K- 4 K = 269 K[/tex]

Može i tako ako se nađu konstante. Ako ih nemamo u odogvarajućem vidu imamo drugo rešenje :) .

Malo (elementarne) hemije:

[tex]n = \frac{m}{M}[/tex]

Otuda:

[tex]m_l c \Delta{T} = n \lambda[/tex]
[tex]m_l c \Delta{T} = \frac{V_h \rho \lambda}{M}[/tex]
[tex]V_h = \frac{m_l c \Delta{T}M}{V \rho}[/tex]

Odatle je [tex]V= 2l[/tex]
Stvari treba pojednostavljivati koliko god je to moguće, ali ne i više od toga. (A.Ajnštajn)
Quant
 
Postovi: 346
Pridružio se: Pon Sep 28, 2009 3:22 pm

Re: Pucanje leda

Postod fizikohemičar » Sub Jul 17, 2010 7:44 pm

Bravo Quant, svaka čast!

Ajd sada da malo proanaliziramo kako smo od 1000 l stigli do 2l...

1.
Quant je napisao:... Može i tako ako se nađu konstante. Ako ih nemamo u odogvarajućem vidu imamo drugo rešenje :) .


Ne znam čemu oduševljenje kada je to drugo rešenje već nudjeno u prethodnim postovima.

2.
Quant je napisao:Malo (elementarne) hemije:
[tex]n = \frac{m}{M}[/tex]


Nije to elementarna hemija nego upravo ono što je već rečeno:
fh je napisao:("... najlakše je molarne veličine pretvoriti u specifične tako što će se podeliti molekulskom masom")

Quant verovatno nije razumeo pa mu se učinilo da se sam setio... To se dešava u nauci, i često je vrlo korisno, da se već postojeće ideje preformulišu, jer nova formulacija može da dovede do nečega novog. Medjutim, oduvek je bilo neprihvatljivo prostom preformulacijom (namernom ili slučajnom, svejedno) prisvajati tudje ideje.* Istorija nauke je puna toga (da ne skrećemo sada s glavne teme.). Onome ko to čini, i bude uhvaćen, ostaju na raspolaganju samo dve stvari: da prizna da je neobavešten (najtužnije što naučniku može da se dogodi, da bude uhvaćen da ne poznaje šta se dešava u oblasti kojom se bavi) ili da prizna da je lopuža jer zna da to nije njegova zamisao ali je ipak prisvaja...

3. Svaka aproksimacija je dobra (u ovom slučaju primena zakona idealnih gasova na tečni helijum, primena na čvrsto stanje konstanti koje važe za tečnosti) dok je neka druga, mnogo bolja ne potisne (u ovom slučaju gustina tečnog helijuma uzeta iz eksperimenta i specifična toplota leda (jer radi se o ledu) umesto specifične toplote vode). Dakle, aproksimacije su dobro došle (moderne fizike ne bi bilo bez njih), medjutim, greške ne vode ničemu (u ovom slučaju, mešanje specifičnih i molarnih veličina) i treba ih po svaku cenu izbegavati i eliminisati.

4. NIje baš da nema veze izmedju molekulske mase i gustine tečnosti, ali ona sigurno nije opisana jednačinom idealnog gasnog stanja. Za nepolarne tečnosti veza izmedju molekulske mase i gustine izražava se preko molarne polarizacije (tzv. Kaluzijus-Mozotijeva ili Mozoti-Klauzijusova relacija** ) što predstavlja paradigmu fizičke hemije: izmerimo nešto što svako vidi, gustinu, indeks prelamanja i molekulsku masu (tečnosti ili gasa, svejedno) i na osnovu toga zaključimo kolike su dimenzije molekula, koji niko nije video. To je prava nauka: merimo vildjivo i preko njega, s dosta mašte i još više znanja, opisujemo nevidljivo.

5. A sad povrtak na tečni helijum i tečni azot, od kojeg je sve počelo. Dakle, videli smo da je za eksperiment sa jednom kockicom leda potrebno ispariti 2 L tečnog helijuma (ili oko 270 grama). Kada bi ponovili isti račun s tečnim azotom našli bismo da bi u istom eksperimentu bilo potrebno tek 21 g ili 0,15 L.
Ako se malo gugluje, može da se nadje da litar tečnog jelijuma košta oko 10 evra a litar tečnog azota oko 5 evro-centi. Dakle, eksperiment s tečnim azotom, neuporedivo je jeftiniji od onog s tečnim helijumom... (da ne pominjemo druge prednosti korišćenja tečnog azota...)

_______________
* Da ne bude zabune, ovde se radi o udžbeničkom znanju pa se niko neće uzbuditi, ali je primer dobar da ilustruje jednu paradigmu, prisutnu i u srpskoj nauci - nadjem nešto što je neko negde uradio, prepakujem, i proglasim svojim 'naučnim' doprinosom. I onda nadjem nekog (naučno potpuno nepismenog) novinara da piše o genijalnosti moga pronalaska a naravno i o mojoj...
** To se na FFH uči na prvoj godini, videti
I. Holclajtner-Antunović: Opšti kurs fizičke hemije, Zavod za udžbenike, Beograd, 2000, str 303, j. 6.26, 6.27.
Svako ima pravo da bude u zabludi dok ga neka sila ne natera da to stanje promeni. Hartija sve trpi, a internet još i više.
[tex]\ B_6 \to 0[/tex] (http://xkcd.com/384/)
Korisnikov avatar
fizikohemičar
 
Postovi: 1514
Pridružio se: Čet Feb 15, 2007 7:15 pm

Re: Pucanje leda

Postod Quant » Sub Jul 17, 2010 9:18 pm

fizikohemičar je napisao:Nije to elementarna hemija nego upravo ono što je već rečeno:
fh je napisao:("... najlakše je molarne veličine pretvoriti u specifične tako što će se podeliti molekulskom masom")

Quant verovatno nije razumeo pa mu se učinilo da se sam setio...


Ma razumeo sam vas, to drugo rešenje je zapravo bazirano na vašem savetu, samo sam dao svoju interpretaciju (naravno, nije da nisam znao za to, nego sam mislio da je za vrednost koju sam pronašao jedinica u J/kg, i tek naknadno primetio (pročitavši taj vaš savet) da se radi o molovima(zapravo kJ/mol)). Dakle zasluga za taj deo je vaša, nisam rekao suprotno. A trudio sam da što manje govorim i to zahvaljujući vašem savetu :) . Pošto rešenje dolazi odmah posle vašeg odgovora valjda se podrazumeva da sam ga imao u vidu.

Lično mislim da je ideja zadatka sadržana je u onim formulama(dobro, znam da to nije ništa spektakularno, običan školski primer), a to što sam stavio pogrešnu jedinicu za latentnu toplotu i što nisam imao volje da posle traženja svega za tečni helijum potražim i vrednost specifične provodljivosti za led, pretpostavljajući da razlika nije tako drastična u odnosu na vodu(nije da nisam znao da postoji) je stvar moje nesmotrenosti.

Drugo, rešenje iz mog prvog posta vezanog za zadatak je potpuno tačno:
[tex]V_h = \frac{m_l c \Delta{T}}{\rho \lambda}[/tex]


Samo je trebalo ubaciti prave vrednosti konstanti koje su dobro poznate iz eksperimenta. Ne umanujem značaj brojnih vrednosti, ali više volim matematičke obrasce (makar i elementarne). Poslovica kaže da slika vredi više od hiljadu reči, što je tačno, ali matematička formula otkrva daleko više i od reči i od slike.

fizikohemičar je napisao:Svaka aproksimacija je dobra (u ovom slučaju primena zakona idealnih gasova na tečni helijum)...


Lično bih sebi dao jedinicu da sam uradio tako nešto. Mislim da niste obratili pažnju na moju napomenu uz tu formulu:
Quant je napisao:Gustina zavisi od molarne mase, u tom smislu. Npr. kod idealnih gasova (čisto navodim primer, naravno da tečni heljum nije gas):
[tex]\rho = \frac{pM}{RT}[/tex]


Dakle samo sam objasnio svoju terminologiju na primeru, a gustinu sam odmah uzeo kao tabličnu vrednost.

Dakle stoji da sam pogrešio, ali ipak dovoljno dobro znam i fiziku i hemiju da znam šta je idealan gas, a kamoli da tečni helijum nazovem tako.

Čisto da pojasnim, od vas sam naučio jako mnogo, o načinu razmišljanja o objektivnoj stvarnosti i o fizičkim i hemijskim zakonima. Pošto naučim nešto novo obavezno potražim u vašim postovima nešto što bi tome odgovaralo. Svaki post je izuzetan, i ume prilično da zainteresuje za proizvoljnu problematiku. Dakle ja vas veoma cenim, i stoga mi je jako neprijatno kada sam izložen vašim kritikama, čak i kad se od njih branim u slučajevima kada nisu zaslužene (kao ovde sa tečnim helijumom kao idealnim gasom, i "pozajmljenim" rešenjem).

A to što sam načinio početničku grešku u zameni brojeva u gotovu formulu jeste vredno kriike, i toga sam savršeno svestan. Pošto je od vas delimično izostala, sam ću je napisati(ili bolje reći nastaviti začetke postojeće), jer mislim da može biti poučno :) .

Od osnovne ideje do konačnog rešenja dugačak je put. Jedna poslovica kaže da bi prešli put od hiljadu milja moramo učiniti prvi korak. Ali taj prvi korak je potreban, ali ne i dovoljan uslov. Dakle da bismo uspeli u tom poduhvatu moramo načiniti još mnogo koraka. Razmak između polazišta i cilja određuje njihov broj. Ako je zadatak jednostavan put do konačne odrednice (tj. rešenja) je kratak, kao u ovom slučaju. To umanjuje verovatnoću greške, ali ne i njenu veličinu. Takođe nije bitno da li smo stali na kraju puta (kao ovde) ili na početku. Činjenica da u oba slučaja ne stižemo do cilja. I makar prešli 999 milja, ako stanemo na 1000-oj, kao da smo i dalje na početku ako se ne možemo maknuti dalje. A ako to učinimo kasnije ne možemo zameriti onim koji su stigli pre nas.

Da ne bude toliko apstraktno, a i da se držimo fizike, Lorenc je otkrio kontakciju pri kretanju koja ima relativističku prirodu pre Ajnštajna, bio je na dobrom putu, međutim tek Ajnštajn je uspeo da oformi konačnu teoriju relativnosti. To naravno ne umanjuje vrednost dela svakog od njih. Ipak Ajnštajn je daleko poznatiji, i tu se ogleda ona priča iz prethodnog pasusa o značaju zadnje od hiljadu milja. Da ne govorim o Poenkareu, koji takođe bio na dobrom putu ka tom značajnom otkriću.

Zato, greška je greška, a ja, hteo ne hteo, moram priznati da sam je učinio. I da se izrazim u stilu mog potpisa, zato prihvatam kritiku za brzopletost, ali ne i više od toga :) .
Stvari treba pojednostavljivati koliko god je to moguće, ali ne i više od toga. (A.Ajnštajn)
Quant
 
Postovi: 346
Pridružio se: Pon Sep 28, 2009 3:22 pm

Re: Pucanje leda

Postod fizikohemičar » Sub Jul 17, 2010 10:38 pm

@Quant: Moram da priznam da te nisam razumeo iz prvog čitanja, a postove, pogotovu preopširne, po pravilu ne čitam dva puta - ako pisac nije našao vremena da se koncizno izražava, čitalac će naći još manje da preopširne poruke čita više puta. Ako su poruke sistematski preopširne, možda nijednom.*

Quant je napisao:...zato prihvatam kritiku za brzopletost, ali ne i više od toga :) .


Za Quanta i sve ostale koji još nisu stigli do fakulteta, a nameravaju:

1. Kada stignete do fakulteta videćete šta je kritika: za pogrešnu primenu formula i POGREŠAN rezultat pada se dok trepneš, i na kolokvijumu i na ispitu, a niko nema strpljenja (niti potrebu) da sluša objašnjenja zašto rezultat nije tačan.

2. Još važnije: koncept prihvatanja/neprihvatanja kritike ne postoji, profesor/asistent će svakome reći što ima (kolega, pali ste) 'ali ne i više od toga'.

3. "Svako ima pravo da bude u zabludi dok ga neka sila ne natera da to stanje promeni." Ovde na forumu te sile nema (hvala bogu) ali na fakultetu ta Sila vas svuda prati.**

U tom smislu, treba i shvatiti diskusiju na ovom forumu:
Ovo je prilika da svako nauči šta želi, i koliko želi, i nema potrebe za raspravljamo ko je u većoj zabludi. Pogotovu nema potrebe da se zablude objašnjavaju i pravdaju.

__________
* Evo poučnog citata iz Paskalove prepiske:

"Ovo pismo je duže nego obično jer nemam vremena da ga učinim kraćim."
I have made this letter longer than usual, because I lack the time to make it short
(Je n'ai fait celle-ci plus longue parceque je n'ai pas eu le loisir de la faire plus courte)
~Blaise Pascal, Lettres Provinciales (1656-1657), no. 16.

Dakle, ko nema vremena da piše kratko, mora da se suoči s time da čitaoci imaju još manje vremena da čitaju dugačko.

** Ne znači da je to loše, naprotiv: lišavanje starih zabluda mnogo je važniji, i teži, deo obrazovnog procesa nego uvodjenje novog znanja. Medjutim, ovde na forumu trudimo se da uvodimo novo znanje, 'ali ne i više od toga'.
Svako ima pravo da bude u zabludi dok ga neka sila ne natera da to stanje promeni. Hartija sve trpi, a internet još i više.
[tex]\ B_6 \to 0[/tex] (http://xkcd.com/384/)
Korisnikov avatar
fizikohemičar
 
Postovi: 1514
Pridružio se: Čet Feb 15, 2007 7:15 pm


Povratak na Klasična fizika

Ko je OnLine

Korisnici koji su trenutno na forumu: Nema registrovanih korisnika i 1 gost

cron