Natuurkundig probleem, wie helpt?

[elgringo]

Een huisgenoot en ik hadden en discussie: hij zei als je een emmeer hebt van 10 lieter met water (273K, 1 kg/l), tot de nok toe vol, hier haal je 1 liter water uit, bevriest deze tot 253K (-20C en 0,900 Kg/l (voor het gemak))

Hij zegt dan dat het water op gelijk nivo blijft als je dit ijsblok erin gooit. En ik zeg nee, hij zal dalen. Maar ik weet niet hoe ik het uit moet rekenen

Ik weet niet hoe ik met de opwaarde druk te werk moet gaan. Ik weet ook dat 1/0,900 = 10% boven water zit, maar volgens mij is het meer (die opwaartse druk). Als het namelijk echt 10% blijf het waternivo gelijk. En als dit zo is waarom denken al die wetenschappers dat de zeespiegel dan gaat stijgen als het ijs smelt?

Ik zou ook graag een berekening (als het kan), alvast bedankt, Eric

[elgringo]

Nog een iets wat kan meewerken:
oppervlaktespanning, deze moet immers vebrboken worden om dat ijsblok er in te doen en hier is wel degelijk kracht voor nodig....

Misschien nog andere factoren?

[Verwijderd]

Ten eerste vraag ik me al af hoe je dat blok ijs terug in die emmer wilt krijgen zonder dat het overstroomt.

Maar in principe blijft het waterniveau gelijk als het je het ijs in de emmer krijgt zonder dat de boel overstroomt. Zodra het ijs smelt heb je weer dezelfde hoeveelheid water.

En ten tweede vind ik je stelling/vraag een beetje vaag. Want dat van de zeespiegel is logisch.

Dat ijs wat nu aan het smelten is ligt ver boven de zeespiegel, het zijn ijsschotsen van meters hoog die nu "compact" op elkaar liggen, als dat gaat smelten wordt de zeespiegel dus echt wel hoger. het is het zelfde als je een bergje zand op een hoop legt in een bak. Als je er voorzichtig water bij gooit dan zal die hoop zand eerst nog boven water uitsteken, maar langzaam stort het bergje in en zakt het zand naar de bodem. Gevolg: waterspiegel stijgt.

[Verwijderd]

Opwaartse druk kan je uitrekenen met behulp van de wet van archimedes(?), F op is gelijk aan de zwaartekracht die werkt op het verplaatste water, je kan dan dus 2 vergelijkingen opstellen, 1 van de zwaartekracht op het ijs en 1 van de opwaartse druk, als je die oplost dan weet je hoever het ijs 'in' het water ligt.
Het temp verschil kan je uitrekenen met behulp van een wiskundige wet, (ik dacht van Newton) maar die weet ik niet meer.
Het water koelt volgens mij zoiezo wel af.

[Lord Daemon]

Op zich blijft de waterspiegel gelijk, inderdaad via de Wet van Archimedes. Maar als je er nog wat langer over nadenkt kom je er ook achter dat het water gaat afkoelen door het ijs, en koud water is kleiner dan warmer water, dus na een tijdje zal de waterspiegel dalen, totdat de emmer weer de omgevingstemperatuur begint aan te nemen.

Lord Daemon

[Verwijderd]

Dat de zeespiegel stijgt niet door het smelten van ijschotsen (eigenlijk ook wel ). Zoals hierboven al is verteld blijft het waterniveau gelijk als een ijsschots in zee smelt. Maar het gaat bij het stijgen van de zeespiegel juist om het smelten van landijs. Daar komt nog bij dat het landijs aan de rand afbrokkelt en in zee valt. Hierdoor ontstaan ijsschotsen en op het moment dat die in zee vallen wordt de zeespiegel verhoogt en niet pas als ze smelten.

[Rhythmic]

Lord Deamon: zet water juist niet uit als het bevriest? Daarom vriezen in de winter toch ook vaak waterleidingen kapot?

[Lord Daemon]

Water is het kleinst bij 4 graden Celsius. Ik ging er in mijn verhaaltje van uit dat het water warmer was dan 4 graden, was het kouder dan zou het inderdaad groter worden.

[Verwijderd]

Op donderdag 01 februari 2001 14:35 schreef Rhythmic het volgende:
Lord Deamon: zet water juist niet uit als het bevriest? Daarom vriezen in de winter toch ook vaak waterleidingen kapot?

Helemaal gelijk!
Net als dat mijn moeders bloempotten stukvriezen in de winter omdat ijs "uitzet"

[0rbit]

Het is gesjoemel; Je moet betere afspraken maken over de hoeveelheid energie die je mag wegnemen of je uberhaupt energie aan het systeem mag ontnemen.

Ijs heeft nou eenmaal een kleinere dichtheid dan (warm) water. Dit betekent dat een relatief kleiner volume weer in de emmer gestopt wordt.

Het vreemde met de dichtheid van water rond 4 graden Celcius doet niet ter zake; Het gaat erom dat er een dal bij 4 graden zit (dit t.g.v. het rooster waarin de molekulen bij die temperatuur in terecht komen), maar we gaan er toch van uit dat ijs smelt en dat het warmer wordt dan die 4 graden.

Het water in de emmer koelt af, en neemt dus minder volume in, maar dit wordt gecompenseerd door opwarmend ijs dat in volume toeneemt.

Dat de zeespiegel gaat stijgen is te wijten aan het feit dat het volume van de ijsmassa die boven zeenivo zal gaan smelten bij het watervolume zal komen. Deze massa is relatief klein t.o.v. de ijsmassa onderwater. Deze ijsmassa zal niet voor zeer grote volumetoename in de oceanen zorgen, maar het is wel een factor.

[aatos]

Op zaterdag 03 februari 2001 01:14 schreef Mr_Atheist het volgende:
Het water in de emmer koelt af, en neemt dus minder volume in, maar dit wordt gecompenseerd door opwarmend ijs dat in volume toeneemt.

dat zijn inderdaad twee effecten die elkaar tegenwerken, maar ze hoeven absoluut niet even groot te zijn. het totale volume kan dus nog steeds af of toenemen.
maar deze effecten zijn zeer klein, en het was natuurlijk ook niet waar de vraag om ging.

[Verwijderd]

dat de zeespiegel gaat stijgen is niet direct te wijten aan het smeltende ijs: het water wat hieruit vortkomt neemt immers dezelfde ruimte in als het ijs waar het uit voorkomt. maar als de temperatuur stijgt, zal het water dat al vloeibaar is, uitzetten. En hoewel dit effect maar heel klein is, zal de zeespiegel er toch heel hard van gaan stijgen...

[aatos]

volgens mij heeft het probleem met de stijgende zeespiegel weinig te maken met de eventuele verhoging van de temperatuur van het water. wat meer van belang is, is dat er ijs smelt dat niet drijft, maar op het land ligt. en dat verhoogt de zeespiegel, omdat het voor het smelten geen invloed had op de zeespiegel.

[Verwijderd]

Op zondag 04 februari 2001 00:54 schreef aatos het volgende:
volgens mij heeft het probleem met de stijgende zeespiegel weinig te maken met de eventuele verhoging van de temperatuur van het water. wat meer van belang is, is dat er ijs smelt dat niet drijft, maar op het land ligt. en dat verhoogt de zeespiegel, omdat het voor het smelten geen invloed had op de zeespiegel.

Zit oo kwel weer iets in. De kilometers dikke ijslaag op de noordpool zou bij afsmelten best eens voor problemen kunnen zorgen of ligt deze grotendeels onder water?

[zetje01]

Het ijs op de noordpool ligt grotendeels op water, dus drijft, dus heeft (behalve uitzetting door temperatuur) geen invloed op de stijging van de zeespiegel door verwarming van de aarde door het zgn. broeikaseffect. Op de zuidpool daarentegen ligt bijna al het ijs op het continent Antarctica. Al het ijs wat daar wegsmelt komt in de oceanen en dat zou dus de zeespiegel kunnen verhogen. Maar persoonlijk geloof ik niet dat dat werkelijk een meter verhoging op gaat leveren.

[Verwijderd]

Op zondag 04 februari 2001 01:00 schreef Apoc2 het volgende:
Zit oo kwel weer iets in. De kilometers dikke ijslaag op de noordpool zou bij afsmelten best eens voor problemen kunnen zorgen of ligt deze grotendeels onder water?

dat maak dus niet uit, aangezien de hoeveelheid ijs de zelfde mass heeft als de hoeveeheid water die het oplevert als het smelt.

het grootste deel zit btw onder water, aangezien de noordpool (in tegenstelling de de zuid pool) geen land is, maar een bevroren zee.

[Verwijderd]

Op zondag 04 februari 2001 01:32 schreef zetje01 het volgende:
Maar persoonlijk geloof ik niet dat dat werkelijk een meter verhoging op gaat leveren.

Ik heb vandaag nog gelezen (ik geloof in de wetenschap bijlage van de volkskrant) dat alleen al het ijs op het westelijk gedeelte (stond niet bij hoe groot) van de zuidpool een zeespiegel stijging van 5 meter veroorzaakt als het allemaal smelt. Dan mogen we wel flinke dijken gaan bouwen . Zeker als al het ijs van de zuidpool smelt....

[Verwijderd]

Op zondag 04 februari 2001 02:42 schreef hybridz het volgende:
Ik heb vandaag nog gelezen (ik geloof in de wetenschap bijlage van de volkskrant) dat alleen al het ijs op het westelijk gedeelte (stond niet bij hoe groot) van de zuidpool een zeespiegel stijging van 5 meter veroorzaakt als het allemaal smelt. Dan mogen we wel flinke dijken gaan bouwen . Zeker als al het ijs van de zuidpool smelt....

Wat voor enorme hoeveelheid ijs moet dit zijn dan? Wil de waterspiegel 5 meter stijgen, dan moet het toch overal op de wereld 5 merer stijgen, en dus zal dat plaats moeten vinden op zo'n 70% van de oppervlakte van de aarde. ik betwijfel het hoor...

[4of9]

het niveau stijgt...

water zet uit als het bevriest...

dus 1 liter bevroren water heeft meet volume dan 1 liter gewoon water.

Conclusie: niveau stijgt...

Ongeacht wat het soortelijk gewicht is van water...

[Verwijderd]

Op zondag 04 februari 2001 02:45 schreef dwarf_ het volgende:

[..]

Wat voor enorme hoeveelheid ijs moet dit zijn dan? Wil de waterspiegel 5 meter stijgen, dan moet het toch overal op de wereld 5 merer stijgen, en dus zal dat plaats moeten vinden op zo'n 70% van de oppervlakte van de aarde. ik betwijfel het hoor...

Stel nou dat de ijslaag bij de zuidpool 2% van het aardopp. bedekt en dat deze laag 175 dik is.

Als dit volledig smelt dan is dat voldoende om die 70% met 5 meter te laten stijgen.

[Verwijderd]

Op zondag 04 februari 2001 03:26 schreef 4of9 het volgende:
het niveau stijgt...

water zet uit als het bevriest...

dus 1 liter bevroren water heeft meet volume dan 1 liter gewoon water.

Conclusie: niveau stijgt...

Ongeacht wat het soortelijk gewicht is van water...

Leg eens uit: het verschil tussen 1 liter en 1 liter

het niveau stijgt niet. Het soortelijk gewicht van water is gewoon 1, omdat het op 4 graden celcius gemeten wordt en ook de standaardstof is.

Als je het over kilo's hebt klopt je verhaal tenminste nog een beetje, maar het niveau zal niet stijgen, omdat al het extra volume dat die liter water heeft gekregen als een ijsschots boven de waterspijgel uit zal steken.

[aatos]

Op zondag 04 februari 2001 04:12 schreef Apoc2 het volgende:

[..]

Stel nou dat de ijslaag bij de zuidpool 2% van het aardopp. bedekt en dat deze laag 175 dik is.

Als dit volledig smelt dan is dat voldoende om die 70% met 5 meter te laten stijgen.

het ijs bij de zuidpool drijft toch? dan maakt het dus niks uit als het smelt (voor het waterniveau). het smeltwater neemt net zovel plaats in als de waterverplaatsing, toen het nog ijs was.

[zetje01]

Aatos, wel eens van Antarctica gehoord?

[aatos]

hmm ja ik weet het niet helemaal meer.. ik zal me wel vergissen: is het dan de noordpool waar een ijskap in zee drijft, en de zuidpool waar het vast zit?

[zetje01]

Yep, op de zuidpool ligt het continent Antarctica, wat goeddeels onder een dikke ijslaag ligt.

[Verwijderd]

Op zaterdag 03 februari 2001 stond in de Volkskrant het volgende:
Zuipool ijs is aan het schuiven.

Britse onderzoekers hebben nieuwe aanwijzingen gevonden, dat de Pine Island landgletsjer in West-Antartica slinkt en binnen een paar eeuwen kan loslaten om vervolgens geheel in zee te storten.
De Pine Island gletsjer is de grootste van alle ijsstromen die op Antartica in zee eindigen. Het landijs van West-Antartica bevat genoeg water om het wereldwijde zeeniveau met vijf meter te verhogen.
Andrew Sheperd en collega's van het University College in Londen en de Britse Artic Survey schrijven in Science van deze week (2 februari) dat de afname een voorbode kan zijn van grootschalige veranderingen in de ijskap op de Zuidpool.
Met sattelieten namen zij veranderingen in hoogte en positie van het ijs in de gletsjers waar tussen 1992 en 1999. Ze concluderen dat er per jaar vier miljard ton ijs verdwijnt, in een gebied tot 150 kilometer landinwaarts op de gletsjer.
Als dat een gevolg is van de afsmelting, veroorzaakt het in theorie een stijging met ongeveer 0,01 millimeter van de zeespiegel, wat overigens niet waarneembaar is. Of het proces helemaal te wijten is aan een eventuele klimaatverandering, staat volgens de auteurs niet vast. De waargenomen afname valt in sommige gebieden nog binnen d normale variatie in sneeuwval in het gebied. Op andere plaatsen is de afname significant, wat wijst op ongewoon snelle bewegingen in de ijsstromen.

[Verwijderd]

Volgens mij zet water uit als het bevriest. Als de bevroren liter terug in de emmer wordt geplaatst is er dus meer volume dan voorheen en overstroomt de emmer. (of heb ik alle vorige postings te vlug doorgelezen?)

[zetje01]

Inderdaad te vlug gelezen.

[Verwijderd]

Toch zit er nog wel iets leuk in wat fletwerk zegt.

De meeste ijsschotsen liggen onder water. Als die smelten zal het zeeniveau alleen maar dalen omdat de dichtheid van ijs lager is dan water.

Huppakee smelten die noordpool!

[aatos]

Op maandag 05 februari 2001 00:43 schreef Apoc2 het volgende:
Toch zit er nog wel iets leuk in wat fletwerk zegt.

De meeste ijsschotsen liggen onder water. Als die smelten zal het zeeniveau alleen maar dalen omdat de dichtheid van ijs lager is dan water.

Huppakee smelten die noordpool!

aaarhhh! het grootste deel van het ijs ligt onder water, omdat het ijs net zoveel water zal verplaatsen als het gewicht van de totale ijsklomp. dus stel de ijsklomp weegt 1 kg, en heeft een volume van 1.1 liter (laten we zeggen), dan verplaatst de ijsklomp 1 kg water, en ligt er 1 liter van de ijsklomp onder water. als je hem nu smelt blijft het waterniveau gelijk.

jouw voorbeeld gaat alleen op als het ijs wordt vastgehouden onder water. als het dan smelt, daalt het waterniveau. maar het ijs wordt niet vastgehouden, het drijft. helaas, weg voorbeeld.