Si vertimos agua en una cerradura y la congelamos con nitrógeno líquido, ¿se romperá la cerradura?

He vivido en Shimla, Himachal Pradesh, de 1969 a 2004. Durante las noches de invierno, el agua en las tuberías de agua expuestas, que traía agua del tanque de almacenamiento a la casa, solía congelarse. Y en la mañana el agua no saldría por el grifo hasta que el hielo se derritiera. Entonces cerramos la válvula de salida del tanque de almacenamiento y drenamos el agua en las tuberías abriendo los grifos de la casa. Esto evitó la congelación de agua en las tuberías expuestas, y el suministro de agua se reanudó al abrir la válvula de control.

Sin embargo, un par de veces el agua se congeló en la válvula de control durante la noche. Debido a la expansión del agua al congelarse, la válvula de control había desarrollado una grieta. Y el agua en el tanque se había filtrado a través de la grieta durante la noche, dejando el tanque vacío.

En el caso de su cerradura, al congelar agua dentro de la cerradura usando nitrógeno líquido para congelarla, la cerradura desarrollará grietas en su cuerpo. Un punto adicional es usar nitrógeno líquido para enfriarlo, lo haría muy frágil e incluso un golpe de fuerza media en la cerradura lo rompería. Por lo tanto, es posible que su cerradura no se rompa debido a la expansión del agua al congelarse, seguramente se romperá debido a que se vuelve frágil por el uso de nitrógeno líquido.

En primer lugar, el agua congelada aumentaría su volumen, pero

Incluso la cerradura que se ve en la imagen no es hermética. Eso significa que cuando el agua comienza a congelarse, se expandiría completamente a través de las aberturas en la cerradura (orificio de llave y algo de espacio vacío en la cerradura).

La temperatura baja puede hacer algo a la cerradura (la hace frágil), pero el agua no puede hacer mucho.

Para que tu idea funcione. El agua debe almacenarse en un recipiente sin lugar para escapar, para que pueda aplicar cualquier fuerza. La tercera ley de Newton recuerda !! Para cada reacción debe haber una acción o viceversa (para cada acción debe haber una reacción (no se puede aplicar fuerza sobre el aire para moverla en comparación con una caja)).

Por lo tanto, se congelaría y saldría.

La fuerza aplicada en el interior se debe al hecho de que el volumen de hielo es mayor que el de la misma cantidad de agua. La fuerza ejercida por la expansión no está cerca del esfuerzo requerido para romper la cerradura.

Improbable. La expansión del volumen al congelar el agua no es suficiente para “reventar” (por falta de un término mejor) la cerradura abierta.