Physik: Schnee, der schwerer wird

[RPGherm]

Hi Leute,

Ich kenn mich ansonsten gut aus mit Physik, kann mir aber folgendes echt nicht erklären: Weshalb brechen schneebeladene Dächer bei Tauwetter ein, weil das Gewicht höher wird? Und das auch wenn es nicht regnet?

Mir ist klar, was das spezifische Gewicht ist, und auch, daß ein Eisberg schwimmt. Aber ein Glas, das nur mit Eiswürfeln gefüllt ist, wird ja auch nicht schwerer, wenn das Eis schmilzt.

Das einzige, was mir dazu einfällt, ist Kondenswasser.

Weiß aber irgendjemand wirklich die Antwort?

[Jinjukei]

Nicht ganz :) Du musst dir das genauer anschauen:
Durch die Dipolbindung des Wassers gibt es einige witzige und nur beim Wasser vorkommende Eigenschaften:

Eine weisst du sogar ^^ nämlich dass sich wasser bei der Temperaturabnahme ausdehnt, dass heisst das sich Wasser in der flüssigen Form eine höhere Dichte hat, aber wie du "eigendlich" schon erkannt hast, bleibt das Volumen gleich, aber nicht die Masse ^^ denn wie hängt Masse/Volumen und die Dichte zusammen? Richtig^^

[Todestribunal]

Der Massenerhaltungssatz gilt weiterhin, also nimmt die Masse des Wassers nicht zu, egal in welchem Aggregatzustand es vorliegt.

Ich denke eher, wenn der Schnee schmilzt und anschließend wieder gefriert (auf Grund der niedrigen Temperaturen, v. A. nachts) lagern sich Unmengen an Eis auf dem Dach. Während lockerer, von Lufträumen durchzogener Schnee ab einer bestimmten Menge herunterfallen würde, bleibt das zusammengepappte Eis liegen.

Dies ist aber nur meine Erklärung, vielleicht ist es tatsächlich anders.

[YoshiGreen]

@Todestribunal: http://www.multimediaxis.de/images/smilies/old/1/gruebel.gif die Masse nimmt ja nicht zu, sondern die Dichte.[U]



Wasserdampf (http://ipx22052.ipxserver.de/rpg-maker/netzwerk/yoshi/Physik-Thread/Bild%201.2.3.PNG)
Eis (http://ipx22052.ipxserver.de/rpg-maker/netzwerk/yoshi/Physik-Thread/Bild%201.2.4.PNG)

Eis hat eine offene Struktur, d.h. Löcher, die für eine geringere Dichte sorgen als beim Wasser.

Eigentlich brauchen die Atome beim Schmelzen eines Stoffes mehr Raum für ihre Bewegungen -> Ausdehnung, Verringerung der Dichte.

Eine offene Struktur wie Wasser/Eis bricht jedoch in sich zusammen.
-> Vergrößerung der Dichte beim Schmelzen.

Wie Jinjukei schon sagte gilt: Dichte = Masse/Volumen.
Wenn sich nun die Dichte beim Schmelzen vergrößert (weil die Struktur zusammenfällt) drückt mehr Masse auf das Volumen. "Die Atome rücken dichter zusammen"

Die Schneemasse als ganzes betrachtet wird nicht schwerer, aber da die Fläche (das Volumen) kleiner wird, drückt sie nun stärker auf das Dach.

[Todestribunal]

Ja und?
Was hat das mit der Frage zu tun?

Vergrößert sich die Dichte, verringert sich das Volumen. Das ändert an der Masse, die auf das Dach drückt überhaupt nichts.

[Dhan]

Öhm könnte es mit der Luft zu tun ham? Also Schnee müsste ja mehr "Auftrieb" erfahren als Wasser/Eis weil es mehr Luft verdrängt, genau wie bei Wasser, da wird man ja auch "leichter" wenn man eine niedrigere spezifische Masse hat, sie Funktionsweise eines U-Boots...
Weil wenn ma das in einem Vakuum betrachtet, bleibt für das Dach Masse pro Fläche gleich und das ist der Druck
Was ich mir noch vorstellen könnte, wäre, dass die Kontraktion des Wassers das Material beschädigt, bei Strassen entstehen im Frühjahr auch oft Schlaglöcher wenn unter dem Asphalt Wasser erst eine Ausdehnung gemacht hat, weils Eis wurde und dann abgeflossen ist wenn es geschmolzen ist, nur die Lösung is net was fürn Physikunterricht

[YoshiGreen]

Vergrößert sich die Dichte, verringert sich das Volumen. Das ändert an der Masse, die auf das Dach drückt überhaupt nichts.

Nein aber dieselbe Masse drückt nun auf weniger Fläche und dadurch bricht das Dach zusammen... ôo°

Edit: Hab grad Jinjukeis Beitrag nochmal durchgelesen. Hatte vorher übersehen, dass er geschrieben hat die Masse ändert sich. Und ich wunderte mich schon warum du das mit der Masse schreibst :p

[Todestribunal]

Die Fläche des Dachs bleibt ja gleich. 10m² bleiben 10m². Demzufolge bleibt der Druck auch gleich:

p= F/A = (m*g)/A

m (Masse), g (Erdbeschelunigung) und A (Fläche) sind alle konstant.

Vielleicht erfährt der Schnee durch die Bewegung der Luftmoleküle einen zusätzlichen Druck "nach oben", der den "nach unten" abschwächt. Halte ich aber eher für unwahrscheinlich. ^^

[Dune]

Naja, man sollte dazu erwähnen, das nicht durch das schmelzen an sich dazu führt, meistens kommen eben noch Regenwasser oder aber geschmolzener Schnee aus anderen Regionen (ein höher gelegenes Dach usw.) dazu, das sind meist die Probleme...des weiteren stürzen fast nur Flachdächer ein, und das meistens an einer Stelle: da wo eine Kuhle ist, was meistens beim Regenwasser Ablaß der Fall ist (die meisten kümmern sich nämlich einfach nicht darum, dass das wasser abfliesen kann, und schon hat man ein Problem). Oder aber an Stellen, an denen bereits eine Schwachstelle anliegt (brauchen ja nur Milimeter zu sein) bei einem dementsprechend grossen Dach reicht das vollkommen, der schwere Schnee und das Wasser rutschen/fliessen in die Kuhle, es regent vielleicht noch und aus die Maus.

Ich war diese Woche 24 Stunden (2Tage) mit dem Katastrophenschutz unterwegs, und man muß sagen: manche sind echt selber Schuld, da liegen teilweise über einen!!! Meter Schnee auf dem Dach, und das kommt nicht von einem Tag oder einer Woche, sein, das liegt schon länger, nur hat da keiner geschalten, erst jetzt, wo etwas passiert ist fangen alle an die Feuerwehr zu bestellen...natürlich darf es auch nichts kosten, also freiwillig. :rolleyes:

Naja, wir haben die Pumben schon aufgelafden, nachdem wir den schnee gesehen haben und siehe da, in Brandenburg und Thüringen geht es schon los.

PS: Physikalisch gesehen würde ich sagen es liegt an der Struktur von Schnee, denn wie jeder weiß besteht Schnee aus Kristallen, ich denke also die Kristalle ``verhedern´´ sich ineinander und stützen sich Gegenseitig, also wird das gewicht auf die ganze Fläche eines Daches verteilt und wirkt nicht auf einen Punkt.

[RPGherm]

Hab nun mal eure Beiträge gelesen und es ist mir dann auch bald wie Dune hier grade in den Sinn gekommen, daß sich eben der Druck an manchen Stellen durch die Bewegung des Wassers konzentriert und dadurch das (bereits vorher schon fast erreichte) Maximum überschreitet.

Und über´s "Vorrausschaunde Denken": dieses ist eben nicht besonders verbreitet. Bei Blitzableitern ist es nicht viel anders (die sollten auch hin und wieder erneuert werden (Korrosion)).

[Dhan]

Dunes Idee passt, jedenfalls stell ich mir die Wirkung von sowas stärker vor als die WIrkung des Auftriebs wie ich dachte...
öhm was jetz vielleicht noch gut zu wissen wäre, was macht ihr gerade in Physik bzw. was habt ihr scho so gemacht?

[Jinjukei]

Natürlich ändert sich die Masse nicht http://www.multimediaxis.de/images/smilies/old/s_044.gif :rolleyes:
Jep Dune/RPGherm , wird wohl so in der Art sein :A

[MagicMagor]

Die Fläche des Daches bleibt zwar konstant, aber nicht unbedingt die Fläche, auf die das Wasser drückt.
Schnee ist ein Feststoff (halbwegs), wenn der Schnee aber taut wird Wasser daraus, eine Flüssigkeit. Der Schnee hat sich vermutlich relativ gleichmäßig über das Dach verteilt, das Wasser nun sammelt sich aber eher in kleinen Unebenheiten auf dem Dach. Die Frage ist jetzt, wieviel Masse durch das Wasser, das beim Tauen zu den Seiten des Daches hinunterfließt quasi verloren geht. Letztendlich wird es aber durch die Ansammlungen des Wasser aber wohl so sein, daß an einigen wenigen Stellen der Druck so stark wird, daß das darunterliegende Dach eben an dieser einen Stelle nicht mehr halten kann und nachgibt. Ein Loch zerstört die Oberflächenspannung des Daches und das ganze Dach verliert den inneren Zusammenhalt und bricht folglich zusammen.