⚡️ Электрический водяной мостик 💧

Если в стаканы поместить электроды и подать на них высокое напряжение, то деионизированная вода образует стабильный цилиндрический мост между двумя стаканами. Толщина мостика зависит от величины напряжения и, соответственно, проходящего тока.

Когда между двумя стаканами с водой создаётся разность потенциалов около 10 кВ, между стаканами может возникнуть тонкий водяной мостик. Силы поверхностного натяжения удерживают его на весу, а силы электрического давления не дают мостику распасться на отдельные капли. #gif #опыты #видеоуроки #физика #научные_фильмы #physics

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

☄️ Взаимодействие раскалённого металла с водой. Когда возможен взрыв? Вопрос, кажущийся простым, таит в себе серьёзные опасности, актуальные для металлургической и химической промышленности. Рассмотрим два варианта:

▪️ 1. Единичный раскалённый металлический шарик

При контакте с водой происходит интенсивная теплопередача. Металл быстро отдаёт тепло, вызывая кипение воды в непосредственном контакте с ним. Образуется слой пара (паровая рубашка), который изолирует шарик от жидкости, препятствуя мгновенному теплообмену. Шарик будет остывать, а вода — бурно кипеть. Взрыва не произойдёт.

▪️2. Большой объём жидкого металла

Ситуация кардинально меняется. Массивный расплав не успевает быстро остыть. При его попадании в воду происходит не просто кипение, а стремительное парообразование по всей поверхности контакта. Пар образуется с такой скоростью, что буквально разрывает жидкую среду, вызывая мощный паровой взрыв (взрыв парового облака). Энергия выделяется за счёт почти мгновенного перехода воды в газообразное состояние и её резкого расширения.

▪️3. Образование гремучей смеси и химический взрыв

Это тоже возможно, но при определённых условиях. Ключевой фактор — химический состав металла.
▫️Если металл является высокоактивным (например, щелочные или щёлочноземельные металлы: натрий, калий, кальций), то при высокой температуре он не просто окисляется, а напрямую реагирует с водой: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + Q (тепло)
▫️Выделяющийся водород (H₂) смешивается с кислородом воздуха. Образовавшаяся гремучая смесь воспламеняется от раскалённого металла или искры, что приводит к объёмному химическому взрыву.

Условия для взрыва:
1. Металл должен быть химически активным (восстановителем).
2. Температура должна быть достаточной для инициации бурной реакции.
3. Концентрация водорода в воздухе должна находиться в пределах воспламеняемости (примерно 4 - 75 % по объёму).

✍🏻 Эффект Лейденфроста в промышленных масштабах: При контакте капли расплава с водой может возникать устойчивая паровая прослойка. Взрыв происходит, когда эта прослойка внезапно коллапсирует, обеспечивая мгновенный и огромный по площади контакт горячей поверхности с водой. Этот процесс называется тепловым взаимодействием быстрого фазового перехода.

✍🏻 Каталитическая роль оксидной плёнки: На поверхности многих расплавов (например, алюминия) есть оксидная плёнка. Она может препятствовать прямому контакту и реакции с водой. Однако при взрывном парообразовании плёнка разрывается, обнажая чистый, химически активный металл.

✍🏻 Распад воды на элементы: При экстремально высоких температурах (свыше 2500°C, что достижимо для некоторых металлов и термитной реакции) возможен не столько химический синтез, сколько термическая диссоциация воды на атомарный водород и кислород, что резко увеличивает взрывоопасность среды.

Взрыв при попадании расплава в воду — это реальная и крайне опасная комбинация физического (парового) и, для активных металлов, химического взрыва. Основные риски связаны не с малыми объёмами, а с промышленными инцидентами, например, при разливе жидкого чугуна или алюминия. #термодинамика #мкт #химия #физика #наука #магнетизм #опыты #physics #эксперименты

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib