Jaka jest siła rozsadzająca zamarzającej wody?

   From: J.F. <jfox_nospam@poczta.onet.pl>

A pamietasz szkole ? Im większe ciśnienie tym się obniża temperatura topnienia wody, tak się np. tłumaczyło jazdę na łyżwach [niezbyt prawdziwie]. Ogólnie znane prawo przekory - skoro zamarznięcie powoduje wzrost objętosci, to większy nacisk powstrzyma zamarzanie :-)

Jeśli jednak zamarznie - to lód ma gęstość ok. $920kg/m^3$ i moduł Younga ok. $9.5 GPa$. Czyli objętość ok $8\%$ większą niż woda - wystarczyłoby przylozyć ciśnienie ok. $250MPa$ żeby wymiary zmniejszyly się o $2.5\%$, objętość już niemal o $8\%$ - czyli zmieści się w pojemniku. $250MPa$ to niedużo - zaledwie $2.5$ tony na $cm^2$ :-)

W praktyce siły będą znacznie mniejsze - pojemnik nie jest sztywny, sam się trochę powiększy pod takimi siłami. A tu jak widać $2\%$ zmiana wymiarów załatwia sprawę.

A teraz zobacz http://www.lsbu.ac.uk/water/phase.html

Tu masz pokazane mniej więcej co się dzieje w bardziej ekstremalnych ciśnieniach - jak widać lód niejedną ma postać, a nawet nie dziesięć :-)

Popatrz jeszcze na punty potrójne - woda może istnieć do $-22^oC$, potrzebuje wtedy ciśnienia $207MPa$. I tak trzeba zweryfikowac szacunek powyżej. Bardziej chłodzić chyba nie ma sensu - prawdopodobnie objętość lodu uległaby zmniejszeniu [normalne kurczenie].