Vand -> is

[Kusco]

Jeg lå og sappede lidt rundt på soveværelses fjerneren, faldt over noget interessant jeg desværre ikke så det hele af.

Det var Nat.Geo hvor en udsendelse der vist gik på mulighed for liv på andre planeter.....

Her blev vist et forsøg forskere angiveligt var forbløffet over, nemlig det at bakterier kan overleve under ekstreme tryk.
Et rigtigt spændende forsøg blev vist hvor man udsatte vand for ekstremt højt tryk.
Det jeg ventede på var om det skiftede form fra flydende til fast (is) og det gjorde det sandelig, endda så man det ske.

Det der IKKE blev nævnt var mit næste store spørgsmål: Bliver isen varm, i forbindelse med fase ændringen ?
Det sker hvis man trykker en gas sammen så den bliver flydende.

Desværre handlede forsøget i udsendelsen om hvorvidt bakterier kunne overleve forsøget hvad så en brøkdel faktisk gjore.

[Morten Jødal]

Termodynamik under så ekstreme forhold er ikke for den, der kun har en opslagsbog med standardværdier! Så du får intet autoritativt svar.
Men jeg har et kvalificeret bud:

Faseovergange er altid forbundet med større eller rmindre ændringer i den indre energi - for vands vedkommende er de større.
Men reglen er, at der er stigende energiindhold, når vi gennemløber rækken fast -> væske -> gas.
Dette betyder, at når gas bliver til væske, frigøres der energi i form af varme (damp -> vand: ca. 2,26 kJ/g), og når væske bliver til fast stof frigøres der igen varme (vand -> is: ca. 0,33 kJ/g).
Dit spørgsmål omhandler omdannelse af is til vand, så vi burde umiddelbart vente det modsatte, altså at vandet skulle være koldere end den is, det var dannet af.
MEN: Når vi sætter isen under højt tryk, mindsker vi også dens volumen en smule og udfører et arbejde på den. Mit bud er derfor, at dette arbejde omdannes til varmeenergi i præcis så stort omfang, at temperaturen forbliver uforandret.

En tidligere velkendt (men knap så spektakulær) variant af det forsøg, du har set, er at lægge en isblok på to bukke og slå en ståltråd omkring midten af blokken. I tråden ophænges et tungt lod.
Arrangementet efterlades ude natten over på en tid med moderat frost (ja, det virkede fint før klimaændringerne!), og næste morgen er loddet og ståltråden faldet ned på jorden, men isblokken intakt.
Dette forklares ved, at trådens tryk får isen til at smelte i et snævert område, så tråden synker lidt ned. Derved løber vandet oven om tråden og fryser igen. Altså virker isen helt intakt, når tråden er sunket ned.
Jeg har set eksperimentet udført indendørs med en isblok frosset i en mælkekarton og et lod på 1 kg. Tråden skal være tynd, så går det rimeligt hurtigt, så man sagtens kan nå at se effekten inden selve isblokken smelter.

[John Larsson]

Termodynamik under så ekstreme forhold er ikke for den, der kun har en opslagsbog med standardværdier! Så du får intet autoritativt svar.
Men jeg har et kvalificeret bud:

Faseovergange er altid forbundet med større eller rmindre ændringer i den indre energi - for vands vedkommende er de større.
Men reglen er, at der er stigende energiindhold, når vi gennemløber rækken fast -> væske -> gas.
Dette betyder, at når gas bliver til væske, frigøres der energi i form af varme (damp -> vand: ca. 2,26 kJ/g), og når væske bliver til fast stof frigøres der igen varme (vand -> is: ca. 0,33 kJ/g).
Dit spørgsmål omhandler omdannelse af is til vand, så vi burde umiddelbart vente det modsatte, altså at vandet skulle være koldere end den is, det var dannet af.
MEN: Når vi sætter isen under højt tryk, mindsker vi også dens volumen en smule og udfører et arbejde på den. Mit bud er derfor, at dette arbejde omdannes til varmeenergi i præcis så stort omfang, at temperaturen forbliver uforandret.

Ja, størkningstemperaturen er vel for de fleste væsker trykafhængig. Hvis væsken er indelukket i en solidt materiale (med mindre udvidelseskoefficient end væskens, opstår der et overtryk allerede ved krystalliseringen af det første moldekyle. Derved forhindres en videre størkning.

Men Kusco spørger; "Et rigtigt spændende forsøg blev vist hvor man udsatte vand for ekstremt højt tryk.
Det jeg ventede på var om det skiftede form fra flydende til fast (is) og det gjorde det sandelig, endda så man det ske."

Det er måske blot sjusket udtrykt, men jeg det forholder sig altså omvendt; isen smelter ved højt tryk!

[carstenl]

Om vand bliver til is eller omvendt ved stigende tryk, afhænger af både temperatur og tryk.
Se fasediagrammet på: http://www1.lsbu.ac.uk/water/phase.html
For eksempel - ved 0,16 - ^oC, overgår H₂O fra væske til fast form ved 625,9 MPa.
Ved -20^oC kan H₂O antage fem former, hvoraf een er flydende.
H₂O er et særdeles forunderligt stof!