凍結した金属製水道管が熱湯で破裂する仕組み

質問

凍結した金属製水道管に熱湯をかけると破裂すると聞きますが、そのしくみは、氷が溶けて急に体積減少する事により負圧がかかるために、金属製の水道管でも破裂するという事なのでしょうか？

回答No.6

takochann2

可能性としては二つ、
１．一部だけを温めるとその部分の金属だけが膨らんで、冷えた他の部分に亀裂が入る。これはありそう。
２．氷は温まると膨張するので、冷たい氷が温まると内部から膨張して配管の表面に亀裂が入る。ただしパイプも熱で膨らむので本当にそうなるかは不明。

回答No.5

69015802

破裂するというよりはひび割れが発生して水が噴き出すという方が正しいのではないでしょうか。
金属は基本的に温度が低くなれば固く脆くなります。そして内部の凍って膨張した氷から応力を受けています。その状態で熱湯をかけると局部的に熱膨張しそれによりクラックが発生する可能性があるということだと思います。

回答No.4

ohkawa3

報道機関は、凍結した金属製水道管に熱湯をかけると破裂すると言っていますが、水が凍結した際に体積膨張で水道管が割れている場合もありそうですので、熱湯をかけたことだけが破損のメカニズムと決めつけることは避けた方がよさそうに思います。

そのうえで、熱湯をかけることを避けるように呼び掛けているのは、部分的に急速に温度上昇がおこることで、部分的な温度勾配が大きくなって大きな熱応力が発生して破損が起こった事実があることに基づくと思います。パイプの材質が鋼の場合は、温度が低いときに、材質の粘り強さが低下することも関係しているかもしれません。
氷が溶けることによる影響は、少ないと思います。

回答No.3

head1192

考えられる理由は２つある。
①金属パイプの、氷に触れている面と熱湯に触れた面の温度差が大きくなり、金属内部に収縮したままの部分と膨張する部分ができて歪が溜まるから。
②高熱によって凍結した水が部分的に溶けて高温になり、その分膨張して管を内側から押すから。

回答No.2

kon555

内部の水（氷）の変化に加えて、水道管自体の熱変化のダメージも大きいです。
　まず物理的に、金属は高温なら膨張、低温なら収縮します。部分的に加熱されると、部分的に膨張しようとします。
　内部が凍結した水道管の場合、管の内側の温度は氷点下です。熱湯をかけると、外側だけが100度付近まで加熱されます。
　この温度差＝膨張/収縮差に氷の融解による圧力変化が加わるので、管が破損します。

回答No.1

maiko0318

金属の収縮で破裂します。