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Titolo: Indecisione

 
Leggo che l'acqua iperpura ha un punto di congelamento inferiore allo zero, a pressione ambiente. Si potrebbe pensare che se non esistono centri di impurezza da cui partire con il cristallo, l'acqua non cambia di fase.
I metalli iperpuri hanno punti di rottura alla trazione molto alti. Se non esistono cricche da cui partire con la frattura, la stessa non si innesca.
 
Questi comportamenti potrebbero condurre al principio: "quando la natura è indecisa sul modo di realizzare un cambiamento, allora aspetta"
 
Se ho due strade perfettamente equivalenti, se non ho nessuna ragione perchè sia percorsa una delle due, allora sono indeciso, e non posso scegliere.
 
Questo principio ha per caso qualche applicazione in MQ?


 
 
-- 
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)
 
 
---
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https://www.avast.com/antivirus
 

 scegliere.
 
https://it.wikipedia.org/wiki/Asino_di_Buridano
 
 
M.
 
-- 
Per rispondermi via e-mail togli l'ovvio.

 Questo principio ha per caso qualche applicazione in MQ?
Adesso m'incazzo proprio!
Quando uno sente puzza d'indeicisione, d'incertezza, di qualcosa che
non si sa come vada a finire, sempre lì si casca: la MQ!
Mettitelo in testa una volta per tutte: è una solenne c@%%@ta.
 
 
-- 
Elio Fabri

 pressione ambiente.
 
No. Il punto di congelamento e' 0°C. Forse intendevi qualcos'altro.
 
--
BlueRay

 a scala piccolissima, che risultano meno fragili.
Più che quasi amorfa, hanno semplicemente una struttura cristallina 
molto fine :-).
Sulla tenacità alle basse temperature penso che ci sia "un universo": 
dalle dimensioni della grana al blocco di alcuni piani di scorrimento 
nei grani stessi (EC, CCC, CFC...).


 
 
-- 


 BlueRay



 
Non c'e' nessun principio di indifferenza e quindi nessuna applicazione 
alla MQ. L' unica applicazione rilevante per questo discorso che 
comporti la MQ e' che gli elettroni in un metallo possono essere 
trattati in larga misura come un liquido (quantistico). E sotto certe 
condizioni possono formare una specie di "vetro" di elettroni. Ma non 
chiedermi ulteriori particolari perche' ne so poco.
 
Giorgio

 quel punto critico, e resta metastabilmente tutto fuso.
 
 
 
Se intendeva quello o altro quello che volevo far notare e' l'utilizzo di una terminologia impropria: per definizione "punto di congelamento" e' uno stato di equilibrio ed e' unico, se no non e' un "punto". Come una volta il "punto" ad essere una volta a 1 atm e 0°C e un'altra volta a 1 atm e -10°C (per dire)?
 
--
BlueRay

 Leggo che l'acqua iperpura ha un punto di congelamento inferiore allo zero, a pressione ambiente.
 
 
 
   0 °C è il punto di fusione del ghiaccio

 Leggo che l'acqua iperpura ha un punto di congelamento inferiore allo zero
 
0 gradi celsius è il punto di fusione del ghiaccio

 contenitore, provocando un congelamento quasi istantaneo).
 
 
Sarebbe interessante vedere un filmato dell'acqua
super-raffreddata (o sub-raffreddata?) che solidifica
istantaneamente.
 
Tra l'altro la solidificazione dell'acqua libera/cede circa 80
kcal/kg che va da qualche parte che ora non so.
 
 
-- 
AIOE ³¿³  

 Leggo che l'acqua iperpura ha un punto di congelamento inferiore allo zero,
 
0 gradi celsius sono la temperatura di fusione del ghiacchio


Perche', secondo te il punto di fusione e quello di congelamento sono differenti, in generale? 
In realta' sono lo stesso punto, chiamato in due modi diversi, anche se quello convenzionale e' "punto di fusione".
Ciao.
 
--
BlueRay


infatti non si ottiene ghiaccio alla stessa T dell'acqua, 
diversamente dal congelamento normale "di equilibrio", ma 
d'improvviso il ghiaccio "si scalda" (non so dirti se a zero 
o meno di zero)


 kcal/kg che va da qualche parte che ora non so.
 
All' ambiente. Pero', a rigore, la cifra che riporti è relativa a  0 ˚C. 
Qui stiamo osservando fenomeni che avvengono almeno una decina di gradi 
sotto. Quindi il valore di 80 va ridotto di un 12% almeno.
 
Giorgio

 almeno. 
 
 
Ricordavo le 80 del congelamento/fusione e le 540 di
evaporazione/condensazione.
 
Perché -12% ?
 
 
-- 
AIOE ³¿³  

 All' ambiente. 
 
 
 
Non capisco come il fenomeno possa essere cosi rapido vista la notevole energia liberata che , a intuito, non dovrebbe trasmettere cosi rapidamente all'aria. Forse inizialmente si forma una pappa di acqua e ghiaccio e la solidificazione completa e' graduale.
 
Ps
In metereologia si usa il termine acqua sopraffusa. Che e' molto comune, anzi fino a circa -10C e'  la norma.
Questo e' un fenomeno molto spettacolare di improvviso passaggio di fase in nubi sopraffuse:
https://en.wikipedia.org/wiki/Fallstreak_hole
 

 ...Forse inizialmente si forma una pappa di acqua e ghiaccio e la 
solidificazione completa e' graduale.
 
Negativo. Si forma in modo estremamente rapido (secondo ?) ghiaccio 
durissimo.


Se questo e' vero allora c'e' una sola spiegazione: il calore specifico dell'acqua sopraffusa e molto maggiore di 1 kcal/(kg*°C) e quindi le circa 80 kcal/kg del calore latente riscaldano l'acqua liquida solo fino ad una T inferiore a 0°C.
Come cio' possa avvenire e' tutta un'altra storia...
 
--
BlueRay

 durissimo.
 
E allora dovrebbe esserci una vampata di aria calda.
Liberando 30kcal ( bottiglia da 0.5kg) si scalda   circa 1 m3 di aria a 100C.  Mi sembra impossibile.
E mi e' venuto in mente di peggio.
 
 
Sicuramente il transporto di calore non puo' essere cosi efficente da rimuovere totalmente il calore latente. Per cui  il congelamento  nel procedere riscalda l'acqua residua ( in particolare ne rimane nella parte piu' interna alla bottiglia, lo scambio e' alla superficie) fino a portare questa acqua a 0C. A questo punto il congelamento termina e non si avra' mai tutta l'acqua congelata.
 
 
 
Qui si pongono lo stesso problema:
http://physics.stackexchange.com/questions/20586/thermodynamics-of-supercooled-water
 
 
In questo complicato articolo che ho letto in parte:
http://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/2008JAS2503.1
 
 
sembra che:
1)il ghiaccio si forma da fuori a dentro 
2) si forma a 0C sull'interfaccia con il ghiaccio
3) il calore latente e' assorbito dal liquido
 
 
 
Mi piacerebbe ripetere l'esperimento, ma non ho capito come si fa'.

 BlueRay


Soviet_Mario 02:57, domenica 16 agosto 2015:

Man mano che si sottoraffredda viene tolto calore: quale è il
calore specifico dell'acqua sottoraffreddata?
 
 
p.s. che cos'è il calore latente, cioè come si spiega?
 
 
-- 
AIOE ³¿³  

 ipotesi mi convince di più)
 
 
Oppure in realta' congela solo una piccola percentuale, ma in forma di "lastrine" di elevata superficie, che intrappolano acqua liquida tra l'una e l'altra dando l'impressione che sia tutta congelata (speculazione di un poster in altro forum).
 
 
 Facendo un calcolo, se l'acqua parte da -6°C ed arriva a 0°C, ne congela solo il 7% circa, assumendo i valori comuni per i valori specifici di acqua liquida, di ghiaccio e l'entalpia di fusione.
 
 
 
Ho visto il congelamento rapido un inverno con acqua di pozzo che usciva da una tubatura (il tubo era posto sul terreno e questo era in leggera discesa): mentre usciva congelava istantaneamente! Ma non diventava proprio bianca traslucida, rimaneva quasi trasparente, e da come si muoveva pareva una sorta di "vetro liquido". Fu piuttosto impressionante.
Ciao.
 
--
BlueRay

 p.s. che cos'č il calore latente, cioč come si spiega?
 
 
Essenzialmente e' l'energia richiesta per vincere il legame interatomico/intermolecolare nel cristallo e far passare la sostanza dallo stato solido a quello liquido (o viceversa).
 
--
BlueRay

 sostanza dallo stato solido a quello liquido (o viceversa).
 
 
Non vedo piů il mio messaggio sopracitato.
 
Per forza, la data č sbagliata.
 
Era:
Date: 19:59:29, mercoledě 19 agosto 2015
 
Man mano che si sottoraffredda viene tolto calore: quale č il
calore specifico dell'acqua sottoraffreddata?
 
p.s. che cos'č il calore latente, cioč come si spiega?
 
======= Fine citazione
 
Allora: sottoraffreddando si continua a togliere calore, quindi
i legami propri della solidificazione si formano almeno
parzialmente, non dando luogo alla solidificazione vera e
propria.
 
mah?
 
 
-- 
AIOE łżł  

 diminuisce se dimnuisce U o se aumenta S.
 
 
Come calcoleresti la percentuale di ghiaccio formatasi per congelamento rapido dell'acqua sottoraffreddata assumendo valori costanti per i calori specifici di acqua e ghiaccio e dell'entalpia di fusione/congelamento e assumendo che non vi sia scambio termico con l'esterno?
 
T_i = temperatura iniziale dell'acqua sottoraffreddata = -10°C
T_f = temperatura finale del sistema acqua liquida + ghiaccio dopo il congelamento rapido = 0°C
M = massa dell'acqua sottoraffreddata;
m = massa del ghiaccio formato;
c_l = calore specifico acqua liquida = 1 cal/g°C
c_s = calore specifico acqua solida (ghiaccio) = 0,505 cal/g°C
H_f = entalpia di fusione = 80 cal/g
 
Percentuale cercata = m/M.
 
--
BlueRay

giovedi' 27/08 ore 14:33
Il giorno mercoledì 26 agosto 2015 15:55:04 UTC+2, BlueRay ha scritto:
 
 
Come calcoleresti la percentuale di ghiaccio formatasi per congelamento rapido dell'acqua sottoraffreddata assumendo valori costanti per i calori specifici di acqua e ghiaccio e dell'entalpia di fusione/congelamento e assumendo che non vi sia scambio termico con l'esterno?
T_i = temperatura iniziale dell'acqua sottoraffreddata = -10°C
T_f = temperatura finale del sistema acqua liquida + ghiaccio dopo il congelamento rapido = 0°C
M = massa dell'acqua sottoraffreddata;
m = massa del ghiaccio formato;
c_l = calore specifico acqua liquida = 1 cal/g°C
c_s = calore specifico acqua solida (ghiaccio) = 0,505 cal/g°C
H_f = entalpia di fusione = 80 cal/g
Percentuale cercata = m/M.
 
Ho posto questo problema perche' ho provato a risolverlo con due metodi differenti e mi vengono due risultati completamente diversi!
 
Metodo1
 
Si parte dallo stato A in cui si ha solo acqua liquida in equilibrio a T_0 = 0°C: si pone pari a 0 l'energia interna dell'acqua in questo stato: U(A) = 0; la si (sotto)raffredda alla temperatura T_i < T_0 fino allo stato B; l'energia interna diviene: U(B) = c_l*(T_i - T_0)*M.
 
 
Partendo sempre da A, se si sottrae calore mantenendo sempre l'equilibrio, a T = 0, si formera' gradualmente una massa di ghiaccio m fino allo stato C. L'energia interna vale: U(C) = -m*H_f.
 
 
A questo punto notiamo che il congelamento rapido dell'acqua dallo stato B allo stato C avviene per ipotesi senza scambio di energia con l'esterno, dunque dovra' essere:
U(B) = U(C)
c_l*(T_i - T_0)*M = -m*H_f
 
--> m/M = c_l*(T_0 - T_i)/H_f     (1)
 
 
Metodo2
 
Si calcola quello che succede passo per passo dallo stato B allo stato C. Appena si forma una massa dm di ghiaccio, l'energia rilasciata ("calore latente di solidificazione") si ripartisce sul ghiaccio gia' formato, di massa m(T) e sull'acqua liquida di massa M-m(T):
 
dm*H_f = c_s*m(T)*dT + c_l*[M-m(T)]*dT
 
dm/dT +(c_l - c_s)*m(T)/H_f - c_l*H_f = 0
 
Risolvendo l'equazione diff. del 1 ordine in m(T), con la condizione m(T_i) = 0 si perviene a:
 
m(T)/M = c_l/(c_l - c_s) * {1 - exp[-(c_l - c_s)*(T - T_i)/H_f]}     (2)
 
 
che evidentemente e' parecchio differente dalla (1). Le due equazioni si riducono l'una all'altra solo nel limite c_l - c_s --> 0 oppure T - T_i --> 0.
 
Dov'e' l'errore?
 
--
BlueRay

 dm/dT +(c_l - c_s)*m(T)/H_f - c_l*H_f = 0
 
Scusate ho copiato male, l'ultimo termine in realta' e' -c_l*M/H_f.
Il resto e' corretto (nel senso che segue da questa equazione).
 
--
BlueRay

 H_f = entalpia di fusione = 80 cal/g
 
*** riinvio un messaggio che non era stato pubblicato in precedenza,
modificandolo nel quoting ***
 
Se dall'ipotesi iniziale di calori specifici e latenti costanti segue
un assurdo, allora sara' sbagliata l'ipotesi...
 
Consideriamo il seguente processo, ipotizzando i calori costanti:
inizialmente una massa M di acqua liquida e' a 0 °C, la
sovraraffreddiamo a - DT ottenendo come risultato un
calore (considero i moduli dei calori scambiati) Q1 = c_l M DT
ceduto all'ambiente, ora la congeliamo a T costante e
ricaviamo il calore Q2 = M H_f, poi riscaldiamo il ghiaccio
fino a 0 °C cedendogli il calore Q3 = c_s M DT e sciogliamo
il ghiaccio cedendogli il calore Q4 = M H_f = Q2, siamo tornati
allo stato iniziale con il bilancio di calore scambiato con
l'ambiente:
 
Q = Q1 + Q2 - Q3 - Q2 = Q1 - Q3 = (c_l - c_s) M Dt > 0 J
 
e possiamo riscaldarci gratis d'inverno! ;-)
 
Dunque, e' sbagliata l'ipotesi suddetta.
 
Ciao
-- 
Giorgio Bibbiani 
 

 Q = Q1 + Q2 - Q3 - Q2 = Q1 - Q3 = (c_l - c_s) M Dt > 0 J
 
L'ipotesi che c_l = c_s la consideri poco verosimile?
 
--
BlueRay 

 Dunque, e' sbagliata l'ipotesi suddetta.
 
 
Secondo me il calore latente diminuisce per l'acqua
sottoraffreddata.
 
Cioè H_f cambia con la T dell'acqua per cui Q4 < Q2
 
Ossia (ipotizzo) col raffreddarsi essa addiviene a una
struttura dei legami molto simile a quella del ghiaccio.
 
 
-- 
AIOE ³¿³  

 struttura dei legami molto simile a quella del ghiaccio.
 
Ma allora dovrebbe variarne la viscosita'?
Ciao.
 
--
BlueRay

 L'ipotesi che c_l = c_s la consideri poco verosimile?
 
Beh, i valori li decide la natura, ci saranno sostanze
per cui i valori differiranno poco e altre per cui
differiranno di piu', certo a sentimento mi
sembrerebbe poco verosimile l'uguaglianza dei valori.
 
Sperando che tu riceva risposta anche da chi sa ;-).
 
Ciao
-- 
Giorgio Bibbiani
 
 
 
 

 Ciao.


 Ma allora dovrebbe variarne la viscosita'?
 
 
Difficile dirlo dato che ogni turbamento della quiete farà
collassare lo stato instabile.
 
Forse l'acqua sottoraffr. tende a uno stato "vetroso" come il
catrame (o il miele) che è liquido ma sembra solido.
 
 
-- 
AIOE ³¿³