Mnoho lidí si všimlo, že skleněná láhev s vodou může prasknout, pokud je ponechána v mrazu. Tento jev může způsobit zmatek, protože sklo se zdá pevné a křehké současně. Příčinou této nepředvídatelné situace jsou však fyzické vlastnosti skla a vody.
Sklo a voda jsou oba amorfní materiály, což znamená, že jejich atomy nebo molekuly nemají uspořádanou strukturu jako krystaly. Také sklo a voda mají oba tepelnou roztažnost, což znamená, že se rozšiřují, když teplota stoupá a při poklesu se smršťují.
Když voda zmrzne, prochází objemovou expanzí, to znamená, že zvyšuje svou hustotu a objem. Pokud je voda v uzavřené skleněné láhvi, pak by očekávané rozšíření mohlo způsobit poškození nebo prasknutí skla. To se děje protože sklo má menší koeficient tepelné roztažnosti než voda a nemůže odolat změnám objemu způsobeným zamrzáním vody.
Důvody, proč skleněná láhev praskne v mrazu
V mrazu může skleněná láhev prasknout z několika důvodů:
- Teplotní šok. Sklo je křehký materiál a prudká změna teploty může způsobit praskliny nebo praskliny. Když je skleněná láhev s vodou na chladném místě, vnitřní tlak se zvyšuje, protože chlad vody ji přeměňuje na led. Tento tlak může způsobit rozbití skla a v důsledku toho prasknutí láhve.
- Nerovnoměrné chlazení. Pokud je láhev ve studeném vzduchu a spodní nebo horní část se tam nejprve dostane, může to způsobit nerovnoměrné chlazení skla. Kvůli tomu se objeví vnitřní napětí, které může způsobit prasknutí láhve.
- Kvalita skla. Pokud je láhev vyrobena z nekvalitního skla nebo má vady, může být náchylnější k praskání v mrazu. Nekvalitní sklo může obsahovat inkluze nebo má heterogenní strukturu, díky čemuž je méně odolné a odolné vůči teplotním změnám.
Obecně platí, že sklo je materiál, který reaguje na nízké teploty, a pokud není pozorováno, skleněná láhev s vodou může prasknout v mrazu. Aby se tomu zabránilo, doporučuje se při skladování vody v mrazu používat speciální žáruvzdorné skleněné lahve nebo plastové nádoby.
Sklo je nestabilní vůči náhlým změnám teploty
Když voda uvnitř láhve zmrzne, rozšíří se a zvětší svůj objem. To vytváří další tlak na vnitřní stěny láhve. Pokud sklo tento tlak nemůže odolat kvůli jeho nestabilitě vůči náhlým změnám teploty, praskne.
Abyste se vyhnuli praskání skleněných lahví s vodou v mrazu, doporučuje se použít plastové nebo kovové nádoby, které jsou odolnější vůči náhlým změnám teploty. Můžete také zabránit praskání skleněných lahví, aniž byste je zcela naplnili vodou a ponechali malý prostor pro rozšíření zamrzlé vody.
| Výhody používání plastových nebo kovových lahví: |
| - Odolnější vůči náhlým změnám teploty |
| - Menší riziko poškození nebo zlomení |
| - Lehké a odolné |
| - Izolace je efektivnější |
Dilatace a stlačení skla způsobuje destrukci
Dilatace je zvýšení velikosti materiálu pod vlivem tepelné energie. Sklo se při zvýšení teploty rozšiřuje a při poklesu se zužuje. Tato vlastnost vede k vnitřnímu napětí ve skle, které může způsobit zničení.
Komprese je zúžení materiálu pod vlivem vnější síly. Při nízkých teplotách může být sklo stlačeno, zvláště pokud je uvnitř uzavřené nádoby, jako je skleněná láhev s vodou. Komprese způsobuje zvýšení vnitřního napětí a může způsobit prasknutí láhve.
Když je sklo stlačeno nebo prudce změněno teplotou, jeho vnitřní napětí se stanou příliš velkými na rozlišení. To vede k prasklinám a nakonec k rozbití skla. Proto je důležité vyhnout se expozici skleněných lahví s vodou při nízkých teplotách, abyste zabránili jejich praskání.
| Fyzická vlastnost skla | Vliv na destrukci |
|---|---|
| Dilatace | Vnitřní napětí při změně teploty |
| Komprese | Zvýšení vnitřního napětí |
Mechanické působení se zvyšuje při mrazu
V chladném období je sklo křehčí, což vede k možnosti prasknutí skleněné láhve s vodou v mrazu. To je způsobeno mechanickým dopadem způsobeným teplotním rozdílem.
Skleněná láhev obvykle obsahuje uvnitř vodu při pokojové teplotě a okolní vzduch v mrazivých dnech může být docela studený. Když se sklo ochladí, zmenší se a v důsledku různých teplot skla a vody je rozdíl v expanzi. Výsledkem jsou mikroskopické praskliny nebo nerovnoměrné napětí ve skle.
Když se tato napětí stanou příliš velkými nebo praskliny se rozšíří, sklo může prasknout pod vlivem sebemenšího mechanického zatížení. K tomu může dojít například při šlápnutí na láhev nebo nárazu na tvrdý povrch.
Abyste se vyhnuli prasklé skleněné láhvi, doporučuje se ji nemrazit nebo při skladování kapaliny v mrazu používat speciální nádoby odolné vůči teplu.
Voda uvnitř lahve zamrzá a expanduje
Když voda zamrzne uvnitř láhve, začne se rozšiřovat. To vytváří tlak na stěny láhve, které obvykle takový tlak nevydrží. Výsledkem může být prasklá láhev. Prasklá láhev je to, co se stane, když je tlak uvnitř láhve příliš velký a sklo ho nedokáže udržet.
Když se tedy skleněná láhev s vodou ocitne v mrazu, voda uvnitř zmrzne a začne se rozšiřovat, což může způsobit prasklou láhev. Aby se tomu zabránilo, doporučuje se nenechávat skleněné lahve s vodou v mrazu, ale raději používat plastové nebo kovové nádoby, které jsou odolnější vůči změnám objemu vody, když zmrznou.
Přetlak způsobuje prasknutí skla
Skleněná láhev s vodou může prasknout v mrazu kvůli přetlaku uvnitř. Když voda zmrzne, zvýší svůj objem, protože molekuly vody při zmrazení tvoří krystalickou mřížku, která zabírá více místa než voda v kapalném stavu.
Díky své struktuře nemá sklo vysokou elasticitu a není schopno se natáhnout ani stlačit. V důsledku zmrazení vody vytváří její větší objem dodatečný tlak, který může být příliš velký na sklo láhve.
Když tlak uvnitř láhve překročí jeho mechanickou pevnost, sklo může prasknout a způsobit prasknutí a uvolnění úlomků. Tento jev se nazývá "tepelný šok" a nastává při prudkém poklesu teploty.
Aby se zabránilo prasknutí skleněné láhve s vodou v mrazu, je třeba vzít v úvahu její mechanické vlastnosti. Pro skladování vody v mrazivých podmínkách je lepší použít plastové nádoby, které mají větší pružnost a jsou schopny expandovat a smršťovat se změnou objemu vody. Doporučuje se také neplnit láhev úplně, abyste ponechali prostor pro rozšíření zamrzlé vody.
Je důležité pamatovat:
- Vyhněte se zmrazování skleněných lahví s vodou.
- Použijte plastové nádoby na skladování vody v mrazivých podmínkách.
- Naplňte lahve úplně, ponechte prostor pro rozšíření vody.
Vzduchové bubliny a nerovnosti na povrchu zvyšují destrukci
Skleněná láhev s vodou praskne v mrazu kvůli vlastnostem struktury skla a fyzikálním vlastnostem vody. Když voda zmrzne, zvětší svůj objem a to může způsobit roztažení a rozbití skla.
Hlavní příčinou prasknutí skleněných lahví v mrazu jsou však vzduchové bubliny, které jsou uvnitř skla. Během procesu chlazení se bubliny smršťují a to vytváří vnitřní napětí. Když sklo dosáhne určité teploty, napětí se příliš zvýší a způsobí prasknutí skla.
Také nerovnosti na povrchu skla mohou zvýšit destrukci v mrazu. Pokud jsou na povrchu škrábance, praskliny nebo jiné vady, pak je v těchto místech soustředěno více napětí. Při zamrznutí může voda proniknout do těchto nerovností a zvýšit rozbití skla.
Abyste se vyhnuli praskání skleněné lahve v mrazu, doporučuje se použít plastové nebo kovové obaly, které jsou obvykle odolnější vůči extrémním teplotám.