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Alt 22.08.2006, 15:06   #1   Druckbare Version zeigen
stalker Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 1.442
Flüssiges Eisen und Wasser

hallo,
kann hier vielleicht jemand erklären was genau passiert wenn Wasser zufällig mit flüssigem Eisen in Berührung kommt? Es gibt eie starke Explosion, allein kleinste mengen Wasser (1-2 cm Schicht auf dem Boden) können einen noch fast brennenden Motor zerbröseln, ganz geschweige davon was passiert wenn mit einer (nur) feuchten! Schaufel im flüssigeisen umgerührt wird...(bis zu 85% Verbrennung der Haut)
Kann das jemadn vielleicht Chemisch oder Physikalisch erklären? Wieso ist das so?
Ok, das Wasser hat eine viel niedrigere Temperatur als Flüssigeisen, aber würden kleine Mengen Wasser dann nicht einfach verdampfen ohne Spuren zu hinterlassen?
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Alt 22.08.2006, 15:12   #2   Druckbare Version zeigen
lindan Männlich
Mitglied
Beiträge: 278
AW: Flüssiges Eisen und Wasser

das wasser verdampft ja auch einfach nur, aber eben schlagartig alles auf einmal und da du ja den volumenunterschied von fl. und gaesformigen wasser kennst kannst du dir auch denken was passiert wenn plötzlich jedemenge extrem heißes gas förmiges wasser evt. noch mit eisenteilchen aus der schmelze herumschießt....
lindan ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2006, 15:20   #3   Druckbare Version zeigen
Tino71 Männlich
Moderator
Beiträge: 6.935
Blog-Einträge: 41
AW: Flüssiges Eisen und Wasser

Ich könnte mir auch noch zusätzlich eine Spaltung in Wasserstoff und Sauerstoff vorstellen, bei so hohen Temperaturen. Die rekombinieren dann natürlich auch wieder. Bumm.
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Alt 22.08.2006, 15:23   #4   Druckbare Version zeigen
stalker Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 1.442
AW: Flüssiges Eisen und Wasser

ja, es wäre alles klar, wenn es sich um eine große Menge Wasser handeln würde, aber dabei geht es um einige Mililiter, nur ein Paar Tropfen reichen aus um es explodieren zu lassen. Auch wenn das mit dem Volumenunterschied einleuchtend klingt, ist es doch gar schwer vorstellbar, dass aus diesen Paar Tropfen so viel Energie freigesetzt wird. Allerdings wird aus einem Atom nei einer Kernspaltung auch nicht grad wenig Energie freigesetzt:-)
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Alt 22.08.2006, 15:24   #5   Druckbare Version zeigen
Godwael Männlich
Moderator
Beiträge: 12.173
Blog-Einträge: 12
AW: Flüssiges Eisen und Wasser

Zitat:
Ich könnte mir auch noch zusätzlich eine Spaltung in Wasserstoff und Sauerstoff vorstellen, bei so hohen Temperaturen. Die rekombinieren dann natürlich auch wieder. Bumm.
Theoretisch ist das denkbar, aber der wesentliche Effekt ist mit Sicherheit die Dampfexpansion.
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Gruß,
Fischer


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Geändert von Godwael (22.08.2006 um 15:32 Uhr)
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Alt 22.08.2006, 15:25   #6   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.852
AW: Flüssiges Eisen und Wasser

Warum das so heftig ist? Weil hier nur Extremfälle aufgelistet sind. Wenn Du einen Tropfen oder Schluck Wasser auf flüssiges Eisen kippst, dann wird das Wasser einfach verdampfen. Schlimm wird es, wenn das Wasser beim Verdampfen schon vom Eisen eingeschlossen ist. Ich nehme mal an daß sich die 1-2 cm Schicht auf dem Boden auf das Beispiel bezieht, das ich vor ein paar Monaten mal irgendo gelesen habe. Hier wurde flüssiges Eisen in eine (Hochofen?)-Pfanne gekippt, in der etwas Regenwasser stand. Das waren also vielleicht ein halber Liter Wasser. Innerhalb kürzester Zeit etwa ein halber Kubikmeter Gas. Da hat das Eisen dann beschlossen einen kleinen Sprung aus der Pfanne zu machen.

Grundsätzlich muß aufgepaßt werden, wenn Temperaturunterschide vorhanden sind, bei denen eine beteiligte oder möglich anwesende Komponente einen Phasenübergang hat. Das kann üble Folgen haben - je nachdem wie die Sache gebaut ist.
Cyrion ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2006, 15:43   #7   Druckbare Version zeigen
stalker Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 1.442
AW: Flüssiges Eisen und Wasser

Zitat:
Zitat von Cyrion
... Ich nehme mal an daß sich die 1-2 cm Schicht auf dem Boden auf das Beispiel bezieht, das ich vor ein paar Monaten mal irgendo gelesen habe. Hier wurde flüssiges Eisen in eine (Hochofen?)-Pfanne gekippt, in der etwas Regenwasser stand...
Nee, das habe ich heute live erlebt. In einer Wanne war etwas Wasser und drauf wurde dann ein seeeehr heißer Motorkern (hat noch geglüht) hingelegt. Und schon gabs einen BUMMM!! Zwar nicht so heftig,als wenn das flüssiges Eisen wäre, aber trotzdem. ICh glaube es gab auch Fälle wo Eisen aus dem Behälter gesprizt ist und in einer Pfütze gelandet ist, da gabs auch nen Knall, aber ich glaube bei Wasser zu Eisen ist es heftiger, als bei Eisen zu Wasser.
Das erinnert mich stark an den Spruch: "Niemals Wasser zu Säure, sonst passiert das ungeheu're!"
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Alt 22.08.2006, 15:47   #8   Druckbare Version zeigen
Godwael Männlich
Moderator
Beiträge: 12.173
Blog-Einträge: 12
AW: Flüssiges Eisen und Wasser

Eine weitere Möglichkeit ist in diesem Fall auch, dass Teile des Motors durch das Wasser schlagartig abgekühlt und durch die entstehenden Spannungen geborsten sind.
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Gruß,
Fischer


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Alt 22.08.2006, 16:05   #9   Druckbare Version zeigen
Edgar Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.044
AW: Flüssiges Eisen und Wasser

Zitat:
Zitat von lindan
das wasser verdampft ja auch einfach nur, aber eben schlagartig alles auf einmal und da du ja den volumenunterschied von fl. und gaesformigen wasser kennst kannst du dir auch denken was passiert wenn plötzlich jedemenge extrem heißes gas förmiges wasser evt. noch mit eisenteilchen aus der schmelze herumschießt....
Ja, die Geschwindigkeit der Verdampfung macht's!
Das hängt sicher mit der guten Wärmeleitfähigkeit des Fe zusammen, das dadurch schnell viel Energie aus der Masse übertragen kann.
Interessanterweise kannst du nämlich auf Schlacke, die genau so heiss ist wie das Eisen, problemlos mit dem Wasserschlauch zielen ohne dass es knallt! Die Schlacke kühlt oberflächlich gleich ab (Ist ja 'ne Art Glas) und isoliert den noch heissen Kern.

Die sehr eindrucksvollen Eisenexplosionen (Kenne ich persönlich, ist wirklich schlimm!) haben meiner Ansicht nach ausser der schnellen Wärmeübertragung noch eine Ursache: Trägheit.
An sich müsste ja aufgrund des Leidenfrost-Phänomens eine Abschirmung des Wassers vor weiterer Energieübertragung gegeben sein wenn das erste Wasser verdampft.
Doch damit der gebildete Dampf abfliesst muss er ja erst mal in Bewegung kommen, beschleunigen. Das braucht seine Zeit. Bis dahin wirkt er als Barriere und es kann sich ein starker Überdruck aufbauen der Wasser und Dampf nicht nur zurückhält, sondern sogar komprimiert und dadurch den Kontakt zum heissen Metall verbessert bis letztendlich Überhitztes Wassser schlagartig in Dampf übergeht.
Bei Sprengstoffdetonationen beobachtet man ja ähnliches, auch dort können die Gase aufgrund der Trägheit nicht abfliessen.

Das ist jetzt wohlgemerkt nur eine kleine persönliche Theorie, wäre sicher ganz interessant dazu ein paar Versuchsreihen zu machen - Stellt jemand eine Giesserei zur Verfügung?

(btw @ Cyrion: Auch wenn du Wasser AUF flüssiges Eisen spritzt knallt es! Man kann jedoch festen, glühenden Stahl gefahrlos (wenn auch spektakulär) löschen obwohl er etwa genau so heiss ist wie flüssiges Roh- oder Gussseisen. Damit ist die Knallgastheorie obsolet, denn dann müsste es auch beim Stahl knallen!)
Edgar ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2006, 16:19   #10   Druckbare Version zeigen
Edgar Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.044
AW: Flüssiges Eisen und Wasser

Zitat:
Zitat von stalker
Nee, das habe ich heute live erlebt. In einer Wanne war etwas Wasser und drauf wurde dann ein seeeehr heißer Motorkern (hat noch geglüht) hingelegt. Und schon gabs einen BUMMM!!
Das dürfte einfach Wärmespannung in dem Gusseisenblock gewesen sein. Das Material ist ja sehr spröde und reisst bei so was leicht.
Ich hab' aber mal erlebt was passiert wenn Flüssigeisen in eine nasse Grube fällt:
beim Öffnen des Ofenbodens wurde nicht darauf aufgepasst ob die Grube trocken ist, die Verschlusskeile herausgeschlagen, dann liefen die Reste aus Schlacke und Eisen ab, deckten den nassen Sand in der Grube zu und WUMM!
Glücklicherweise ging der grösste Teil des Drucks nach oben weg, ins Dach, denn da standen ja nicht weit weg Leute.
Als ich aus der Nebenhalle dazu kam, war es ein Bild wie nach einem Bombenangriff: Undurchdringliche schwarze Staubwolken (Die Explosion hat natürlich den ganzen Staub aufgewirbelt der in jeder Schmelzerei handhoch liegt), Feuerschein von diversen Bränden, Schreie der verletzten und orientierungslosen Arbeiter - wie im Krieg!
Glücklicherweise keine Toten! Aber einige wurden böse durch die Luft geschleudert, blieben mit Knochenbrüchen, Prellwunden und Verbrennungen liegen...
Edgar ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2006, 16:26   #11   Druckbare Version zeigen
Muzmuz  
Mitglied
Beiträge: 5.976
AW: Flüssiges Eisen und Wasser

ja, da gibts sogar eine entrostungs- und entzunderungsmethode damit
mit hochdruck wasser auf den glühenden stahl (schätzomativ 800-900°C) drauf; und die verdampfungsexplosionen sprengen das ganze anhaftende zeugs runter

ich war mal bei der vorführung einer pilotanlage dabei und glaube, bei lautstärkenmessungen kann man das dezi vor den bel ruhig weglassen

lg,
Muzmuz
Muzmuz ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2006, 17:50   #12   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
AW: Flüssiges Eisen und Wasser

Zitat:
Zitat von Tino71
Ich könnte mir auch noch zusätzlich eine Spaltung in Wasserstoff und Sauerstoff vorstellen, bei so hohen Temperaturen.
Nö, passiert nicht, aber das Wasser reagiert mit dem Eisen zu Eisenoxid und Wasserstoff (das geht schon bei ein paar Hundert Grad ganz ordentlich). Natürlich bei weitem nicht quantitativ; der Knall kommt wohl hauptsächlich vom expandierenden Wasserdampf.

btw: wenn man mal das Volumen des Wasserdampfs bei 1500 °C ausrechnet, kommt man auf gut das 7000fache des flüssigen Wassers...

Gruß,
Franz
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Nichts, was ein Mensch sich auszudenken in der Lage ist, kann so unwahrscheinlich, unlogisch oder hirnrissig sein, als dass es nicht doch ein anderer Mensch für bare Münze halten und diese vermeintliche Wahrheit notfalls mit allen ihm zur Verfügung stehenden Mitteln verteidigen wird.

Stellt bitte Eure Fragen im Forum, nicht per PN oder Email an mich oder andere Moderatoren! Ich gucke nur ziemlich selten in meine PNs rein - kann also ein paar Tage dauern, bis ich ne neue Nachricht entdecke...

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FK ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2006, 22:29   #13   Druckbare Version zeigen
stalker Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 1.442
AW: Flüssiges Eisen und Wasser

Alles klar, danke
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stalker ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 23.08.2006, 10:53   #14   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
AW: Flüssiges Eisen und Wasser

Zitat:
Zitat von Cyrion
... das ich vor ein paar Monaten mal irgendo gelesen habe. Hier wurde flüssiges Eisen in eine (Hochofen?)-Pfanne gekippt, in der etwas Regenwasser stand. Das waren also vielleicht ein halber Liter Wasser. Innerhalb kürzester Zeit etwa ein halber Kubikmeter Gas. Da hat das Eisen dann beschlossen einen kleinen Sprung aus der Pfanne zu machen.
Der tragische Unfall ereignete sich im April des Vorjahres im Stahlwerk Böhler-Uddeholm. Nicht Regenwasser war Schuld an dem Unglück, sondern ein neuer nicht freigegebener Tiegel der noch Restfeuchte enthielt und mit flüssigem Stahl befüllt wurde. Mehrere Tonnen Stahl wurden dabei herausgeschleudert und trafen sieben Arbeiter in der näheren Umgebung. Vier Arbeiter waren auf der Stelle tot, ein weiterer Arbeiter verstarb nach einigen Tagen im Krankenhaus.
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Alt 23.08.2006, 11:33   #15   Druckbare Version zeigen
Edgar Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.044
AW: Flüssiges Eisen und Wasser

Zitat:
Zitat von hw101
Nicht Regenwasser war Schuld an dem Unglück, sondern ein neuer nicht freigegebener Tiegel der noch Restfeuchte enthielt und mit flüssigem Stahl befüllt wurde.
Nee, schuld waren dann die Arbeiter selbst: Die WISSEN, dass nur Tiegel verwendet werden dürfen die vorher mit einem Gasbrenner auf Rotglut erhitzt wurden. Einen kalten Tiegel zu verwenden ist Selbstmord!
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