Вопроса по физике пост.

[bolala1992.livejournal.com]

Вчера в ЧГК был вопрос о том, как делают подводный цилиндр изо льда.
Ответ был в том, что вырубают 1/3 льда, вода промерзает, в вырубленном месте снова снимают слой льда, соответственно, где стало тоньше, там тоже вокруг промерзает...так доводят до дна и собирают золото.

Так вот, у нас возник спор, одной из точек зрения в котором была точка зрения о невозможности подобного мероприятия (по крайней мере, в такой примитивной форме), т.к. изначальное замерзание воды идет по всему зеркалу и противоположная сила прилагается на такой же площади, что и сила приложения мороза.
В последующих же замерзаниях, [теплая] вода противостоит [холодному] воздуху уже с двух сторон (снизу и сбоку). При этом, сама выемка защищает от ветра и т.п., но это решили не считать, т.к. погрешность.

Скажите, есть какие-нибудь мысли на этот счет?
Возможно, в физике или в быту сибиряков это известный вопрос и уже давно поставлены и опыты, и сама жизнь опровергает, либо подтверждает.
Спасибо.

Comments

[dendrr.livejournal.com]

Ну если так в целом по физике смотреть... Есть среда А (воздух), пусть для простоты держится постоянной на -15 градусов Цельсия. Перепад по высоте там небольшой, чтобы разница стала заметной. И есть среда Б (вода), чья температура растет градиентно: от 0 градусов у поверхности раздела до +4 у дна (дно пусть плоское и горизонтальное - тогда самая тяжелая фракция, как раз при этой температуре будет опускаться вниз). В принципе, это можно считать инвариантами. Если граница раздела будет не плоской, а криволинейной, то градиент все равно есть, вот только изотермические поверхности будут тоже кривыми, но остальное - останется.

Итак, начинается теплообмен между средами, и возникает лед на поверхности (идет теплоотдача от Б к А, следовательно, кристаллизация и охлаждение). Соответственно, он тоже держит температуру по градиенту - от нуля у границы Б до -15 у границы А.

Теперь снимаем часть льда - пусть треть слоя на небольшом участке. Теперь на границе раздела имеем разность температур: -15 воздуха и -10 льда. Снова идет теплообмен до установления равновесия. (Еще где-то теплопроводность надо учесть, если считать точно.) Но во всяком случае понятно, что лед в "тонком" месте начнет забирать тепло у воды, то есть замораживать ее. Почему не из себя самого? А ведь изолинии должны быть плавными, как и сам градиент, в идеале вторая производная очень мала.

Лед замораживает воду - если смотреть снизу, там возникнет что-то типа ледяной нашлепки, на границе с водой температура льда будет 0, вверх градиентом до -15, вниз, в воде - градиентом до +4.

Так что... вот так рассуждая, не вижу противоречий. Снимаем лед - он должен восстановить свою толщину, и колодец вполне можно соорудить.

[bolala1992.livejournal.com]

Есть ли размер, при котором это перестает работать, т.к., площадь, на которую воздействует охлаждение воздухом, гораздо меньше площади, которую обогревает вода?
Т.е., получается будто в стакан с водой кинули кубик льда, и, даже если разница температур в живой природе не позволяет воде растопить лёд, то уж хотя бы позволяет не заморозить себя.

[omini-omini.livejournal.com]

в теории, чем меньше диаметр колодца

[dendrr.livejournal.com]

Вода нулевой температуры не может растопить лед. Потому что таяние льда возможно только при поступлении теплоты. Откуда? Не от окружающего воздуха, конечно (он и так холодный, на морозе). Не от другого льда - это означает, что другой лед остывает, а ведь демонов Максвелла не существует.
От воды? Но что значит, что вода растопила лед? То, что она потеряла тепловую энергию, то есть... замерзла. Получается такой маятник, но только локально, в среднем же соотношение воды и льда одно и то же.

Более теплая вода? А она плотнее (с максимумом на +4), и просто по закону Архимеда остается на дне.

Что касаемо наращивания поверхностей соприкосновения, то по мере того, как мы углубляемся, в верхних "кольцах" колодца возникает равновесие как температур, так и толщины льда.

[a-konst.livejournal.com]

Если у нас нижняя граница ледяной "нашлепки" под колодцем заметно ниже уровня вода-лед, то температура воды прямо под ней будет выше нуля. Точнее, она будет остывать до нулевой - но по мере остывания выдавливаться силой Архимеда наверх, в соседние области, где можно подняться выше. И так до тех пор, пока на уровне этой нижней границы ледяной нашлепки темература не опустится до нуля во всем водоеме.

[vmel.livejournal.com]

Гляньте вот этот пост, с комментариями:
http://b-alla-ns.livejournal.com/12197.html

[sibir-muzhyk.livejournal.com]

Лет 10 назад мы так вытаскивали утопленный уазик с глубины ~3 метров. Около 2х недель траншею делали, за бортом было -20 - -30 С.

[bolala1992.livejournal.com]

в реке или в озере?

[sibir-muzhyk.livejournal.com]

озеро

[marblster.livejournal.com]

Так там целый уазик льда должен был получиться, и потом его ещё как-то ото дна отодрать надо? Тоже выдалбливали? Или вытаивали чем-нибудь?

[sibir-muzhyk.livejournal.com]

Что было, то было. Обдолбили колеса с большим куском ила замерзшего. Потом лебедкой вытянули на берег, колеса не крутились. Потом на сани и трактором увезли. Стоял в гараже, оттаивал. Ездил он потом или нет я не в курсе.

[marblster.livejournal.com]

Нет оснований вам не верить, но это из тех случаев, что лучше один раз увидеть.

[egor-13.livejournal.com]

В физике и быту сибиряков опыты давно поставлены на Байкале :) при ремонте судов (в оснвом металлических - деревянные вмораживать опасно, старались вытаскивать на берег на зиму) и погружных сооружений типа ряжей. Зимой в норме лед около метра, температура средняя по январю и сейчас - где-то -15. а раньше была около -20 и ниже. Когда необходим ремонт, скажем, подводных венцов ряжа на глубине более метра, в морозы долбят траншею вдоль ряжа почти до нижней поверхности льда (мне даже говорили, какой толщины слой надо оставить до воды, но уже не помню). Потом ждут несколько дней, пока со стороны воды намерзает, скажем, еще полметра. Чересчур долго ждать тоже нельзя - непроизводительная трата времени. Затем углубляются еще на полметра... и так далее.

[bolala1992.livejournal.com]

короче, работает.

[egor-13.livejournal.com]

>>говорили, какой толщины слой надо оставить до воды, но уже не помню

.... но совершенно точно остается меньше половины толщины льда. Если оставлен слишком толстый слой - медленно снизу намерзает.

[koshovske.livejournal.com]

в ЧГК этот вопрос был подан так, как будто это делается издавна, но в интернете я так и не смог найти упоминаний.
Замечательно было бы еще видео на ютубе глянуть, но тоже не нашлось...

[bolala1992.livejournal.com]

В комментариях таки есть свидетели, из слов которых можно сделать вывод что некоторая история у способа таки есть.

Но я не помню что было в ЧГК -- река или озеро.
Если река, то вряд ли...а насчет золота в озере я не уверен (но я не специалист).

[koshovske.livejournal.com]

река там была

сорок первая минута видео

[bolala1992.livejournal.com]

насчет реки я уверен что этот фокус не пройдет.

[bolala1992.livejournal.com]

Про реку я УВЕРЕН что это невозможно.

[maina-woopka.livejournal.com]

Обь в качестве реки подойдёт? В начале 90-ых был в гостях у дальних родственников - там по осени по тонкому льду мотолыгу утопили, вот зимой и вырубали её. Моя реакция тоже была "так не бывает". Хотя после того как своими глазами увидел, пришлось смириться.

[to-se.livejournal.com]

Реки не замерзают, да.

[egor-13.livejournal.com]

Зависит от темп-ры воды и скорости течения. Поскольку реки "вообще в принципе" замерзают - тоже ничего невозможного, но и мороз должен быть добрый, и течение не сильное. Существует, кстати, и такая очень забавная штука, как донный лед (в который тоже многие не верят... пока сами с ним не пообщаются ... ;)

[to-se.livejournal.com]

В той же Сибири есть речки промерзающие до дна.

[egor-13.livejournal.com]

До дна - это как раз менее удивительно (с первого взгляда), чем донный лед. Кстати, промерзающие до дна сибирские речки в большинстве случаев сами-то промерзают, но вода из них идет всю зиму, в виде наледи, и иногда очень бурно проявляет себя.

[vmel.livejournal.com]

http://b-alla-ns.livejournal.com/12197.html

[spring1976.livejournal.com]

Потрясающий вопрос. Очень интересно.