آب شدن یخ

[armita]

به نظر شما اگر تمام یخی که توی یک لیوان پر آب قرار داره آب بشه سطح آب بالا میره یا پایین میاد با تغییر نمی کنه ؟

 

[سپهر]

پاسخ : آب شدن یخ

حجمش کم میشه
درسته که دمای آب ثابت میمونه(0 درجه)
اما چون یخ تغییر حالت داده پس حجمش کم میشه

 

[neda.m]

پاسخ : آب شدن یخ

فرقی نمی کنه سطح آب و ثابت می مونه.

حالا یه سوال دیگه در ادامه: اگه داخل یخ یه میخ آهنی وجود داشته باشه چی؟

 

[جوجه]

پاسخ : آب شدن یخ

تو سوال اولتون من دقت کردم که یه تیکه از یخ بالای آب می مونه
واسه همین حجمش تو ارتفاع آب حساب نمی شه
و ان یه تیکه هم به شکل هندسی یخ بستگی داره
وقتی هم که آب می شه حجم قراره کم شه اگه بخوایم حجم دومی رو با حجم اولی مقایسه کنیم حرف سپهر درسته
اما اگه با چیزی که می تونیم اندازه بگیریم یعنی ارتفاع آب باشه قضیه فرق می کنه و نی شه دقیقا گفت کم می شه یا زیاد می شه یا تغییر نمی کنه.

دمای آب هم خوب اون گرمایی که صرف آب شدن یخ شده از کجا اومده ؟


وقتی میخ داریم حتما می ره ته ظرف اولش (البته بازم بستگی داره نسبت یخ به میخ چقدر باشه چون امکان داره بازم بالا بمونه اگه خیلی خیلی یخ اه بیشتر باشه)
بعد که اب می شه خوب احتمالا باید حجمش کم شه دیگه ؟ نه؟

 

[neda.m]

پاسخ : آب شدن یخ

طبق قانون ارشمیدس، 20٪ از حجم یخ، بیرون می مونه و 80٪ زیر آب، به شکل یخ هم بستگی نداره. واسه همین کوه های یخ خیلی خطرناکن. چون ما فقط 20 درصدش رو می بینیم.
تو حالت اول ثابت می مونه. مطمئن!

واسه حالت دوم درست گفتی، پایین میاد.

حالا یه سوال دیگه: اگه تو یخمون یه حباب هوا وجود داشته باشه؟

 

[سپهر]

پاسخ : آب شدن یخ

ندا خانوم وقتی یخ تغییر حالت میده در هر حالت حجم کم میشه

 

[neda.m]

پاسخ : آب شدن یخ

درسته، وقتی که یخ به آب تبدیل میشه، حجمش کم میشه. اما اگه بیایم سطح آب (نه یخ) رو در نظر بگیریم، تغییری نمی کنه. اگه کل لیوان پر یخ بود و همه ش به آب تبدیل می شد، اون موقع حرف شما درست بود. شم حالتی رو در نظر گرفتین که انگار کل یخ داخل آب باشه و قسمتی از اون (حدود 20 ٪) بیرون نمونده باشه. مثلا اگه آب سنگین داشتیم که چگالی یخش هم بیشتر از آب معمولی باشه و یخ بره زیر آب، اون موقع چیزی که شما می گید درسته.

 

[سپهر]

پاسخ : آب شدن یخ

آها!!!!
من فکر کردم که یخ کامل رفته تو آب

 

[neda.m]

پاسخ : آب شدن یخ

آها!!!!
من فکر کردم که یخ کامل رفته تو آب

درباره ی اینم فکر کنید:

حالا یه سوال دیگه: اگه تو یخمون یه حباب هوا وجود داشته باشه؟

 

[سپهر]

پاسخ : آب شدن یخ

من فکر کنم واسه این یکی حالت بندی میخواد
چون ممکنه برابر بمونه یا پایینتر بیاد

 

[سپهر]

پاسخ : آب شدن یخ

به اندازه حباب بر میگرده

 

[neda.m]

پاسخ : آب شدن یخ

من فکر کنم واسه این یکی حالت بندی میخواد
چون ممکنه برابر بمونه یا پایینتر بیاد

به اندازه حباب بر میگرده

فکر کنم متوجه منظورتون نشدم! میشه بیشتر توضیح بدین؟

 

[سپهر]

پاسخ : آب شدن یخ

اولش یخ بیرونه آبه
وقتی یخ آب میشه همش میره تو آب
اگه حباب به این اندازه باشه حجم آب تغییر نمی کنه
اگه حباب بزرگتر باشه حجم آب کمتر میشه

 

[amin.rgh]

پاسخ : آب شدن یخ

ندا خانم ، بر حسب اتفاق(؟) این سوال نخستین المپیاد نجوم نیست ؟
قبل از اینکه بپرسین اگه داخل قطعه یخ مقداری آب باشه ... اونم می جوابم
می دونین که قطعه یخی که داخل آب باشه و ذوب بشه آب لیوان تغییرت نمی کنه . با توجه به همون قضیه ارشمیدس اینا ...وزن یخ برابره با نیروی بالا برنده از طرف آب بر یخ ، و اونم برابره با وزن آب جابجا شده . اگه v` حجم یخ داخل آب باشه و v`` حجم یخ خارج آب باشه vکل= v +` v`` و حجم مایع جابجا شده هم برابره با حجم قسمت غوطه ور یخ یعنی v` و همونطور که بازم می دونین شرط تعادل هم اینه که وزن یخ در حال شناوری برابره وزن مایع جابجا شده باشه f=w در نتیجه p(رو یعنی یعنی ) ... p`v`g = mg یعنی p`v`=pv که با ذوب شدن یخ ، چگالی آن با چگالی آب برابر میشه در نتیجه یخ به اندازه ی مایع جابه جا شده فضا رو اشغال می کنه .
تفاوتی نداره حباب هوا داخل قسمتی پایینی یخ ، اونی که توی آبه ، یا بالایی باشه ...چون هیچ تاثیری روی یخ و درنتیجه روی جابجایی حاصل از آن نداره. حال اگه در نظر بگیریم که حباب اصلا نباشه یعنی جاش یه حفره خالی باشه وزن یخ تغییر نمی کنه و به صورت یک قطعه یخه بدون حباب هوا در میاد .
یخی هم که داخلش آبه به همون دلیلی که برای حباب هوا گفتم ( بالا بود ، پایین بود و نبودنش ) به صورت یه قطعه یخه بدون آب در میاد یعنی بعد از ذوب سطح آب نه بالا میره نه پایین .
در مورد میخ داخل یخ ... اگه داخل قسمت بالایی یا پایینی یخ باشه هیچ تفاوتی نداره چون هیچ تغییر در وزن یخ یا جابجایی حاصل از اون ایجاد نمی شه . میخ رو جدا از یخ در نظر می گیریم ، میخ به ته لیوان میره اما تغییری توی جابجایی حاصل از اون صورت نمی گیره ...باو وجود این یخ مقداری از وزنش رو از دست می ده و مثه یه قایق بدون بار روی آب میاد . با روی آب اومدن یخ سطح آب داخل لیوان پایین میره و در این حالت قطعه یخ به یک قطعه یخه معمولی تبدیل می شهو بعد از ذوب شدن تغییر توی سطح جدید آب ایجاد نمی کنه . یعنی سطح آب همونقدر پایین تر از لبه قرار می گیره که قبل از ذوب یخ قرار گرفته بوده .

در کل با ذوب شدن یخ ، آب لیوان بدون تغییر می مونه ... با ذوب شدن یخ هایی هم که داخلشون حباب و آب هست هم ، آب لیوان بدون تغییر می مونه ... با ذوب شدن یخی که میخ داخلشه ، سطحه آب پایی میاد

 

[neda.m]

پاسخ : آب شدن یخ

نمی دونم بوده یا نه، من کلا المپیادی نیستم و سوالاش رو ندیدم!
ممنون از جوابتون، بسیار کامل بود!
ولی فکر می کردم حباب هوا در حالتی که خارج بشه، سطح آب بالا میاد...

 

[amin.rgh]

پاسخ : آب شدن یخ

نمی دونم بوده یا نه، من کلا المپیادی نیستم و سوالاش رو ندیدم!
ممنون از جوابتون، بسیار کامل بود!
ولی فکر می کردم حباب هوا در حالتی که خارج بشه، سطح آب بالا میاد...

خواهش می کنم ، وظیفه بود 3نقطه دی
نه ، خب ... ببینین فرقی نداره حبابی داخل قطعه یخ باشه یا اینکه اون جا خالی باشه ... یه لحظه تصور کنین .