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Explicación de la explosión "termita vs hielo"

Hay varios vídeos de la reacción, en los que se aprecia una cierta cantidad de quema termita explota al entrar en contacto con el hielo.
Un vídeo "original": http://www.youtube.com/watch?v=IuPjlYxUWc8
Una confirmación de Cazadores de Mitos: http://www.youtube.com/watch?v=BnHR4cMXiyM

Hay varias explicaciones especulativas del fenómeno, resumidas en el final de este último vídeo. Y ninguna de ellas me parece suficientemente satisfactoria.

¿Hay alguna investigación y/o explicación detallada del efecto?

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edin1 Puntos 131

Sí, la distribución posterior de un parámetro $\theta$ dado un conjunto de datos ${\bf X}$ puede escribirse como

$$ p(\theta | {\bf X}) \propto \underbrace{p({\bf X} | \theta)}_{{\rm likelihood}} \cdot \underbrace{p(\theta)}_{{\rm prior}} $$

o, como es más habitual, en la escala logarítmica,

$$ \log( p(\theta | {\bf X}) ) = c + L(\theta;{\bf X}) + \log(p(\theta)) $$

La probabilidad logarítmica, $L(\theta;{\bf X}) = \log \left( p({\bf X}|\theta) \right)$ , se escala con el tamaño de la muestra ya que es una función de los datos, mientras que la densidad previa no lo es. Por lo tanto, a medida que aumenta el tamaño de la muestra, el valor absoluto de $L(\theta;{\bf X})$ es cada vez mayor mientras que $\log(p(\theta))$ se mantiene fijo (para un valor fijo de $\theta$ ), por lo que la suma $L(\theta;{\bf X}) + \log(p(\theta))$ se ve más influenciada por $L(\theta;{\bf X})$ a medida que aumenta el tamaño de la muestra.

Por lo tanto, para responder directamente a su pregunta, la distribución a priori se vuelve cada vez menos relevante a medida que se ve superada por la probabilidad. Así, para un tamaño de muestra pequeño, la distribución a priori desempeña un papel mucho mayor. Esto concuerda con la intuición, ya que cabría esperar que las especificaciones previas desempeñaran un papel más importante cuando no se dispone de muchos datos para refutarlas, mientras que, si el tamaño de la muestra es muy grande, la señal presente en los datos superará cualquier a priori creencias se introdujeron en el modelo.

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Magnus Lindhe Puntos 2391

Esta es probablemente una pregunta para la propuesta de Intercambio de Pila de Química. Aquí hay una explicación dada por Jamie Hyneman de MythBusters. El video de MythBusters mostró: La termita se coloca sobre el hielo → Se enciende → Comienza la reacción exotérmica → Gran explosión. Una vez que la termita se ha encendido, le sigue una reacción altamente exotérmica. Esta reacción exotérmica libera una enorme cantidad de energía tan rápido que el hielo se convierte en sobrecalentado y se convierte en vapor. Este vapor se condensa alrededor de las finas partículas de termita formando un vapor-termita aerosol La mezcla de termita sigue reaccionando, dando lugar a una explosión de vapor lanzando partículas por ahí.

Otra explicación es que la alta temperatura producida durante la reacción de la termita da lugar a la siguiente reacción: $$3Fe(s) + 4H_{2}O(g) → Fe_{3}O_{4}(s) + 4H_{2}(g)$$

El hidrógeno liberado explotará exotérmicamente en el aire: $$H_2 + \frac{1}{2}O_2 → H_{2}O$$

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the.duckman Puntos 48

Esta última es la mejor opción, mientras que los vídeos de la explosión son muy rojos/anaranjados. Esta tonalidad se debe a la rápida combustión de la termita que se aerosoliza por la explosión de hidrógeno y oxígeno. Observará que no se producen los mismos resultados si se deja caer la termita en el agua (la termita se utiliza a veces para soldar bajo el agua).

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Vineet Puntos 984

En realidad es una combinación de un par de eventos que ocurren con bastante rapidez debido al calor extremo de la reacción de la termita. El calor de la reacción de la termita funde el hielo en agua líquida, que ahora puede combinarse con la termita que reacciona. Los metales en combustión como los de la termita (hierro, aluminio) reaccionan más rápido con el agua que con el oxígeno, por lo que se libera más energía. Esto se manifiesta como una explosión, similar a la causada al dejar caer potasio metálico en el agua.

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BoD Puntos 1

No se puede ver la combustión del hidrógeno en la explosión debido a la cantidad de sólidos expulsados por la explosión. Lo único que se ve es la niebla de óxido de hierro. Además, el hidrógeno no arde simplemente en presencia de oxígeno, sino que se quema a medida que el oxígeno está disponible. Aunque arda rápidamente, sigue sin ser una combustión. Se necesita una mezcla óptima de combustible y aire. Y no creo que ese sea el caso. Una explosión de vapor también parece improbable, así que nunca lo sabremos con certeza hasta que alguien deje caer termita ardiendo en agua donde el oxígeno no esté fácilmente disponible y vea lo que sucede. La respuesta más probable es que el óxido de hierro reaccione violentamente con el agua en la última etapa antes de la explosión. De hecho, se puede ver la transición entre las dos reacciones diferentes en la intensidad de la reacción.

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