Pucanje leda

Pitanje:

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 veza između jačine pucanja i temperature?

Šalje: Žika

Odgovor:

Pucketanje leda kada se iz friza ubaci u čašu vode (doduše, pažljivi posmatrač će primetiti da led počinje da pucketa čim se izvadi iz friza i bez uvacivanja u vodu) potiče od 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, vazdušna atmosfera) led može da ima). Ako je u velikom komadu, zbog slabe toplotne provodljivosti i velikog koeficijenta toplotnog širenja, led se pri brzoj promeni T neravnomerno širi pa se u njemu nakuplja elastična energija (energija mehaničkog napona). Kada ova energija nadmaši vezivnu energiju kristalne rešetke leda, dolazi do pucanja materijala. Tada od jednog velikog komada punog mehaničkiog napona, nastaju manji komadi 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’).
Energiju za pucketanje led dobija od toplote iz okoline. (Led upija toplotu jer smo ga preneli iz hladnijeg u toplije okruženje.) Toplota se troši na povećanje vibracione energije kristalne rešetke leda koja se pak, (zbog slabe toplotne provodljivosti leda) pretvara u makroskopsku elastičnu energiju. Dakle, pucketanje leda posledica je rada toplotne mašine u kojoj se deo toplote primljene iz okoline pretvara u energiju zvučnih talasa.

Odgovorio: prof. Slobodan Macura

Slučajni tekstovi

About

More Posts (19)

Share and Enjoy