Gedrag van het bevriezen van water

[Olof Bosma]

Ik lust graag 's avonds een glaasje whiskey met ijs. Toen ik op een keer een bakje met nieuwe ijsblokjes pakte was ik stom verbaasd. Zo verbaasd dat ik eigenlijk te lang wachtte met het maken van een foto.
Uit twee ijsblokjes was een soort fontein ontstaan, waarvan de langste 4 cm lengte. Die lange was ook het dunst zodat er door het wachten met de foto al 1,5 cm gesmolten was.
Ik snap totaal niet hoe dit kan en ik heb het ook nog nooit gezien.

[Xilvo]

Heel apart. Mogelijk water dat door een klein gaatje in het al bevroren oppervlak omhooggestuwd werd door de volumetoename van het bevriezende water onderin.

Waarom het dan zo'n kolommetje wordt begrijp ik niet. Het zal geen fontein zijn die op slag bevroor - hoewel, als het nu eens onderkoeld water was?

[Olof Bosma]

Heel bijzonder en toch twee afzonderlijke cupjes tegelijk.

[Xilvo]

Was er iets anders dan anders? Was het kraanwater?

[Olof Bosma]

Het was flessenwater; het was in Spanje en daar is kraanwater niet zo geschikt voor consumptie. Maar dat gebruiken we ook al bijna 40 jaar en ik heb dit nooit eerder gezien.

[jkien]

Heel apart. Mogelijk water dat door een klein gaatje in het al bevroren oppervlak omhooggestuwd werd door de volumetoename van het bevriezende water onderin.

Waarom het dan zo'n kolommetje wordt begrijp ik niet. Het zal geen fontein zijn die op slag bevroor - hoewel, als het nu eens onderkoeld water was?

Het gebeurt langzaam en zonder onderkoeling. Het staat bekend als 'ice spikes'. Het water koelt vanaf de buitenkant af, er ontstaat een ijswand rondom het water. Doordat bevriezend water uitzet breekt het resterende water door een zwakke plek in het ijsdeksel. Het langzaam ontsnappende water vormt door de koude omgeving een recht kanaal van water omgeven door een cilindrische koker van ijs.




Het gaat het best als het vriesvak niet extreem koud is, zodat de ijsvorming langzaam verloopt, en met gedestilleerd water, omdat het zout in kraanwater de ijsvorming op de een of andere manier hindert.

[Olof Bosma]

Verbazingwekkend. Iets dat zich schuin opbouwt en in meerdere cupjes tegelijk. Maar je ziet het nu voor je ogen gebeuren.
Het is precies hetzelfde als wat ik zelf zag (nadat het gebeurd was).
Het klopt dan wel dat alle cupjes onder dezelfde omstandigheden bevroren en hetzelfde water bevatten. En dat was geen kraanwater.

[Olof Bosma]

Zou er niet nog een voorwaarde moeten zijn? Op het moment dat het water aan de randen is bevroren moet het nog vloeibare water dan rond de 4 graden zijn. Zo ontstaat maximale druk in het water voor alles bevriest.
Anders zou dit verschijnsel toch veel vaker moeten voorkomen.

[jkien]

Water dat afkoelt van 4 naar 0 °C zet slechts 0.0014% uit. Als water van 0 °C bevriest zet het 9% uit. Het afkoelen van water van 4 naar 0 °C is dus verwaarloosbaar voor de vorming van ice spikes.

[Xilvo]

Fascinerend. Een soort minivulkaantjes.
Blijkbaar speelt zwaartekracht geen grote rol, ze kunnen ook onder een hoek met de verticaal in rechte lijn groeien.