Inkapslat vatten vid -20 eller +120 grader C, vilket alt. genererar högst tryck?

Go e-middag!

1l 50-gradigt vatten kapslas vardera in i ett sfäririskt klot av högkvalitativt stål. Hålrummet i kloten rymmer exakt 1l och experimentet äger rum kring havsnivån.

I vilket klot kommer trycket vara högst när klotens temperatur ändrats till -20 grader respektive 120 grader C? Uppvärmningen samt nedkylningen sker simultant (avseende tid)?

/Rim-boy

pV=nRT

Gäller bara gaser.

Om man kokar vatten blir det väl vattenånga som är gas. Eller? Är väl främst luften som ändrar volym om man kyler ned. Luften ovanför vattnet minskar i volym och atmosfärstrycket pressar på klotet utifrån eller tå
änker jag fel. Är ledig och har druckit några GT så jag är kanske lite lost.

Värms och kyls stålet i klotet lika mycket som vattnet eller ska man räkna med att den inneslutna volymen är konstant? I vilket fall som helst så är jag rätt säker på att svaret är att trycket blir högst vid -20 ºC. +120 är ju inte långt över den vanliga kokpunkten vid atmosfärstryck och ger bara ett litet övertryck. En vanlig (förseglad) konservburk tål med lätthet den temperaturen och det tryck som då fås.

Kloten hade en innervolym på en liter vardera och fylldes med en liter vatten, dvs stumfyllda,

Om man så värmer vattnet en kelvin kommer trycket skena iväg okontrollerat.

Okej jag fattar. Borde läst mer noga.

Om kloten är proppfulla med vatten i startskedet ska vi snarare titta i en ångtabell och se vid vilket tryck som vatten har en kokpunkt på 120 grader, det är det trycket som fås då. Vid avkylning bildas ju is och is tar upp större volym än vätskeformigt vatten. Hur högt tryck det blir om man hindrar expansionen vet jag inte men det lär vara riktigt högt, brukar ju räcka för att spräcka vattenledningar av stål.

Ja och bara ideala gaser som vi absolut inte får i detta fall. Jag tycker att frågeställningen är lysande. Har aldrig sett detta tidigare.

Eftersom vattnet inte kan expandera borde väl kokpunkten höjas?

Det finns ju ingen volym som kan ta emot ångan.

Trycket kommer skena iväg tills klotet exploderar.

Edit: Klotet kommer inte explodera kom jag på, inneslutna vätskor exploderar inte, så fort vattnet har trängt ut klotet lite kommer trycket sjunka, så att säga.

Därför när man provtrycker tryckbärande anordningar på fabriker och annat gör man det med vatten, för om man trycker upp nåt till 1000 Bar och kärlet brister sjunker trycket omedelbart till nära 0.

Trycker man med gas däremot är det jävvlart säkkert livsfarligt om nåt brister, för den expanderande gasen är en potentiell energi som släpps lös.

Ja precis. Nu tänkte jag inte på den termiska expansionen i vätskan utan bara vilket tryck som fås pga. vattnets "vilja" att förångas vid 120 grader. Med termisk expansion också så lär det bli betydligt högre tryck. Om stålklotet värms lika mycket så kan kanske dess hålrums volym öka mer än vattnets volym, för att veta det så skulle jag behöva googla fram lite konstanter.

När man säger att vatten är inkompressibelt så är det ju en sanning med modifikation, det går att komprimera fast det går jäkligt trögt. Vattnets "vilja" att expandera vid uppvärmning (över 4 ºC) är inte otämjbar, det är inte så att trycket kommer att skena något väldans. Samtidigt som kompressibiliteten är låg så är inte heller den termiska expansionen så stor.

Hm, det här kanske kan fylla ut en timmes väntan på Gardemoen utan att behöva göra några jobbgrejer. Vi behöver lite konstanter och grejer.