Hvorfor ødelægges varme pander af koldt vand?

Dette fænomen kaldes termisk chok (thermal shock). Det sker på grund af ekstremt hurtig og ujævn afkøling, når vandet rammer panden.

Matematikken bag spændingen

Når panden køles ujævnt, opstår mekanisk spænding ($\sigma$). Hvis denne overstiger materialets flydespænding (den grænse, hvor det deformeres permanent), slår panden sig. For et sprødt materiale som støbejern er det i stedet brudstyrken, der overskrides, og panden revner.

De tre faktorer i denne simulator:

• Materialet ($\alpha$ og $E$):
  - Aluminium har en høj udvidelseskoefficient ($\alpha$) og er blødt. Det udvider sig meget og bøjer ekstremt let.
  - Rustfrit stål er stærkt og sejt, og kræver en større temperaturforskel før det giver efter.
  - Støbejern er ekstremt stift, men sprødt. I stedet for at slå sig, vil de indre spændinger ofte få det til at revne fatalt.
• Tykkelsen (Mekanisk stivhed):
  En tyk pande er langt stivere over for bøjning: bøjningsstivheden vokser med tykkelsen i tredje potens. Den modstår derfor at slå sig, mens en papirtynd pande næsten ingen modstandskraft har.
• Diameteren ($L_0$):
  Selve spændingen $\sigma = E\alpha\Delta T$ afhænger ikke af størrelsen, men sammentrækningen $\Delta L$ gør. En bred pande på 32 cm trækker sig dobbelt så meget sammen som en lille pande på 16 cm, så udbøjningen bliver større, og det er sværere at afkøle hele fladen jævnt. Jo større, jo mere sårbar!