Естественные науки

Почему Вода, которая окажется в космосе замерзнет и станет льдом ?

Ramil Hapizov
Ramil Hapizov
72 672
Лично наблюдала, что творится со стаканом воды в вакуумной установке. Через несколько секунд после включения насоса (простого насоса, не высоковакуумного) , вода бурно вскипает и прямо на глазах испаряется. Но не вся. Когда процесс заканчивается, на стенках стакана остаются небольшие кусочки льда.

Механизм здесь такой. Посмотрите на фазовую диаграмму воды. Температура кипения жидкостей зависит от внешнего давления. При комнатной температуре вода кипит, если давление снизить примерно до 0.07 атм. То есть, если температура воды комнатная, то при 0.07 атм вода начинает кипеть. При этом в парообразное состояние переходят молекулы воды с самой высокой энергией. За счёт этого температура воды понижается. Если давление поддерживать постоянным, то в конце концов вода охладится до температуры, когда она перестанет кипеть.

Однако если давление ниже 610 Па (давление тройной точки воды) , то вода не может находиться в жидком состоянии – либо лёд, либо пар. Поэтому при очень низких давлениях большая часть воды испаряется, а оставшееся превращается в лёд. Например (см. фазовую диаграмму) при давлении 100 Па граница раздела между льдом и паром проходит примерно при 250K. Тут надо смотреть закон распределения молекул по скоростям. Предположим от фонаря, что 5% самых медленных молекул воды имеют среднюю температуру 250K. Значит при давлении 100 Па испарится 95% воды, а 5% превратится в лёд, причём температура этого льда будет 250 К.

Эти рассуждения, конечно, не учитывают всяких тонкостей типа скрытой энергии фазовых переходов, перераспределение молекул по скоростям при охлаждении, однако думаю, что качественно они правильно описывают процесс.

В космосе давление существенно ниже, однако не равно нулю. А кривая раздела льда и пара на фазовой диаграмме при снижении давления идёт в точку (T = 0; P = 0). То есть при любом сколь угодно малом (но ненулевом) давлении температура сублимации льда ненулевая. Это значит, что подавляющая часть воды испарится, но какая-то микроскопическая её часть превратится в лёд.

Тут есть ещё один нюанс. Космос пронизан излучением с температурой примерно 3 K. Это значит что охладиться ниже 3 K вода (лёд) не сможет. Поэтому итог процесса зависит от давления сублимации льда при температуре 3 K. Поскольку граница сублимации стремится к нулю по очень крутой экспоненте

P = A exp(-k/T), причём A порядка 10^11 Па, а k примерно 5200,

то давление сублимации при 3 К экспоненциально мало, поэтому вода должна испариться вся (или лёд сублимировать весь, если хотите) .
Назгул Арапбаева
Назгул Арапбаева
132
Лучший ответ
Тома Егорова Вот это я понимаю - ОТВЕТ. Вы физик?
Нодир Набиевич Снимаю шляпу.
От низкой температуры воздуха!
нужно политическое решение проблемы
Потому что испарение всегда сопровождается охлаждением.
Ramil Hapizov Испарение воды в чайника сопровождается охлаждением? Ты дебил ?
Потому, что в космосе очень низкие температуры! Это понятно даже первокласснику...
Самуэль Алмаев
Самуэль Алмаев
65 130
Светлана Симонян а мне непонятно.
разъясни?
Для последовательных придурков.
Вода не обязательно ЗАМЁРЗНЕТ (тебя кто-то обманул, а ты, как лох и придурок - не понял), - но обязательно станет ЛЬДОМ или ПАРОМ. Третьего - не дано....
И сиё есть ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ФАКТ. Кроме всего прочего)))
потому что там минусовая температура
Светлана Степанова нет, НЕ поэтому
с возвращением )))
Ramil Hapizov Я никуда и не уходил
когда ты уже фотошоп освоишь? Надоело этот колхоз из паинта смотреть
PV
Paulis Voznikas
61 341
Идеально круглым ледяным шариком
Температура по Кульвину - 273 С моментальное обледенение хотя в космосе парадоксальное устройство рядом с таким жутким холодом есть звезды разной температуры во истину бог велик.
Ктпятить некому...
Aslan Raimhanov
Aslan Raimhanov
59 027
А собственно говоря кто сказал что замерзнет? Где-нибудь на орбите Венеры, а тем более Меркурия, испарится и всё.

Вначале правда из-за резкого испарения часть замерзнет, но и она достаточно быстро тоже будет подтаивать и испаряться.
Меруерт *****
Меруерт *****
39 490
Taтьяна Татаринова Да и в районе орбиты земных спутников температура около +4 по Цельсию, но этот надутый ниспровергатель научных основ, считает что за пределами земной атмосферы сразу идет абсолютный ноль ( причем самый что ни наесть абсолютный) и космос вообще везде однороден.
Иван Вискунов Скорее сублимировать (переходить из твёрдого в газообразное состояние, минуя жидкую фазу), чем подтаивать.
при давлении ниже 610Па и температуре ниже 273,16К (тройная точка воды) вода может находится или в твердом или в газообразном состоянии. жидкая фаза существовать не может, поэтому жидкая вода помещенная в космос сначала частично испаряется и охлаждается до 273,16К, а потом превращается в лед.
Джонибек Эгамназаров Отдавать воду свою теплоту в космосе ("вакууме") теплопередачей нечему; тут может существовать только тепловое излучение, с природой которого я никогда не интересовался. На мой взгляд, сказать, что в космосе абсолютно нулевая температура, с научной точки зрения неверно. Я более склонен к следующему за вашим ответу.
Всему виной разуплотнение. И как следствие изменение агрегатного состояния.
Большая часть испарится, оставшаяся замерзнет из-за понижения температуры вследствии испарения жидкости.
Ирина Ильина
Ирина Ильина
20 407
Вопрос не корректный, уточните каким образом в космосе окажется вода, причастны ли к этому США и Украина, приведите официальные комментарии Кремля.
Светлана Симонян в политику иди.
Потому что там вакум)
Александр ******
Александр ******
10 044
Лариса Васильевна вакуум и не поэтому
Потому что все атомы и молекулы обладают внутренней энергией
А это значит что вода будет остывать пока не достигнет теплового баланса с окружающей средой .
Основная температура космического пространства 3 градусов Кельвина .
Значит вода достигнет этой отметки а это -270 градусов Цельсия в виде пористого льда
(из-за низкотемпературного кипения в глубоком вакууме) .

А что, идеальные условия чтоб сушить и вялить .
:)
Sun Flower
Sun Flower
7 343
Вы откровенно лжёте!!!

Вода в космосе? Там её нету!!! На солнце она превратится в пар. В тени она разложится на составные кислород и водород. У них температуры замерзания разные. Там в лёд превращаются обычные для нас газы. Например тот газ, на котором мы пищу в кухне ежедневно готовим. Можно наш обычный воздух в лёд превратить. Космический лёд это нечто другое, чем просто замёрзшая вода. )))))))

Космос это спокойствие, потому что там нет частиц. Не шевелится (частицы-то колеблются), вот и остывает. А где есть (газо-пылевые облака), там температура достигает миллионов градусов. Они согреваются светом звёзд. Там нет экрана, как у нас наше небо с озоновым слоем. И потому такие запредельные температуры.

Космос это — твердь. В нём жидкость в шары сворачивается, как газ в пузырьки в водной толщи. И пузыри устремляются куда-то вверх с ускорением, туда где нет давления. В жидкости давление + 1 атмосфера на каждый метр вглубь. В космосе движение получает ускорение.

В космосе вещество разрывает вовсе не отрицательное давление а полное отсутствие гравитации. Давление не держится из-за отсутствия гравитации. Такой порядок. Потому и разрывает.

На примере сжатия газа и его расширения (картинки с газовыми баллонами) работают фреонные холодильники. Почитайте матчасть. Потом втуляйте тута туфту всякую.

Пример со свечой — окисление кислородом хлопкового шнура пропитанного воском/парафином. Без гравитации процесс такого горения не возможен в принципе. Нужна тяга (подсасывание воздуха пламенем).

Солнечное ядро горит без кислорода (молярный масса 16). Там его вообще нет. Там термоядерная реакция лишь водорода (молярная масса 1)!!! Он разлагается до гелия (молярная масса 2).
NM
Nurbek Madina ***
7 216
Helena ™ Вот это опус! Не то что в каждом абзаце - в каждой строке Перл! Оч. стыдно за таких соратников.
Ramil Hapizov Космос не твердь. Вы делаете этот вывод на основании ""чем больше плотность тем быстрее движутся волны" ? Но сама "плотность" не причина а следствие вращения !!!
Кто тебе сказал что она обязательно замерзнет? Она может и моментально испариться, в космосе навалом воды в виде пара. Не может в вакууме вода в жидком состоянии существовать.
Ramil Hapizov Испарится и останется что ?
Говорить о температуре (в привычном, бытовом понимании) в космосе не приходится. Сказать, что там холодно, или тепло вообще нельзя. Среда очень разреженная и за счёт непосредственного теплообмена ничего там ни остыть, ни нагреться, толком не может. Остаются звёзды, которые могут нагреть. Если говорить о Солнечной системе, то в пределах орбиты Марса, вряд ли капля воды сможет существовать в жидком виде - очень маленькое давление среды - она просто испарится. Хоть за счёт испарения и теряется внутренняя энергия, но эти потери будут восполняться за счёт излучения Солнца, если же всё будет вдали от Солнца, то вода замёрзнет, так как потери энергии за счёт испарения не восполнятся излучением (у него тут слабая интенсивность), но и тут многое зависит от первоначального количества воды.
кто ее туда доставит?
Marija Borisovna
Marija Borisovna
5 030
Вода резко испаряясь отбирает часть тепловой энергии, остаток молекул воды лишенный тепловой энергии замерзает. Холодильник использует данный принцип, отводя тепловую энергию наружу с помощью газов. Замёршая вода восполнив тепловую энергию также испарится. Как распространяется тепло в космосе? Микроволновка есть? Как работает знаете? Принцип тот же. Чем ближе к звезде тем жарче будет, чем дальше тем холодней. Закон обратных квадратов. Холодно или жарко в космосе? На земле есть такое понятие как тень, в космосе также есть тень. Но на земле есть теплоноситель виде воздуха, а в космосе его нет. Поэтому высота 200км температура +900с, а за спиной у космонавта -170с. На Плутоне -229с -218с и это ещё тепло по меркам Плутона. Вода оказавшаяся далеко от Солнца вакууме в жидком состояние испарится, а часть замерзнет, лишившись тепловой энергии. Молекулы испарившийся воды и газов истратив тепловую энергию также замёрзнут если будут находиться далеко от солнца. Температура кипения водорода -252с. Температура кипения гелия -268с. Температура кипения кислорода – 182с. Так что в близи звёзд достаточно тепло на солнышке, а в тени дикий холод. За пределами солнечной системы должно быть ещё холодней чем на Плутоне. Наша галактика наполнена тепловой энергией идущей от звезд, так что за пределами галактики ещё холодней. Вселенная наполнена тепловой энергией идущёй от галактик, за пределами вселенной холод должен быть невероятный. Измерить не могу поэтому только догадки. )))
Из-за отсутствия давления в космосе, а в нем, как известно, условия приближенные к вакууму, вода превратится в газ. Взаимодействия там ни с чем нет, поэтому внутренняя энергия газа передаваться непосредственно не будет. Потеря внутренней энергии (теплоты) будет происходить только за счет излучения.
Таким образом, вода попавшая в космос превратится в газ, который будет долго-долго остывать, может, на протяжении сотен или тысяч лет.
A)
Adik.boy ))))
3 531
Потому что ОТСУТСТВУЕТ ТРЕНИЕ ЭМ полей.
BZ
Bakhtiyor Zariphov
1 460
В космосе холодно. Вот и замерзает.
потому что там холодно
Алия Маманова
Алия Маманова
1 002
Василина Ленкина а наши-то не знают и старательно охлаждают скафандры космонавтов. Выходит, не всегда и не везде там холодно, а причина не в этом ;)
Надежда Подкопаева Там вовсе не холодно. Там просто отсутствует температура. Сам вакуум не имеет температуры, ее будешь иметь ТЫ, если там окажешься. А там, между прочим, солнышко жарит раза в три сильнее, чем в Сахаре!
Ппсп Feo При освещении солнцем не замёрзнет. При теневой стороне да. Да, в космосе очень затруднён теплообмен теплопроводностью и конвекцией, но излучение никто не отменял. Излучают любые тела. Поэтому вода остывает, её энергия падает до тех пор, пока не перейдёт в состояние равновесия с окружающей средой. И, соответственно, претерпевает фазовое превращение. То есть становится льдом. А температура космоса - отдельный разговор.
Светлана Степанова Нет, не поэтому.
При освещении солнцем не замёрзнет. При теневой стороне да. Да, в космосе очень затруднён теплообмен теплопроводностью и конвекцией, но излучение никто не отменял. Излучают любые тела. Поэтому вода остывает, её энергия падает до тех пор, пока не перейдёт в состояние равновесия с окружающей средой. И, соответственно, претерпевает фазовое превращение. То есть становится льдом. А температура космоса - отдельный разговор.
В космосе практически отсутствует взаимодействие между частицами, так как их там крайне мало. Из этого следует и низкая температура. По сути правильнее ответила сторона, считавшая, что причина - вакуум.
Физические же характеристики воды таковы, что, будучи дистилированной, она замерзает при 0°С.
Ardan Baimoldin
Ardan Baimoldin
659
потому, что в космосе температура - 200 градусов. А вода становится льдом при температуре ниже 0.
KK
Kondrart Kondrart
627
Василина Ленкина а во всех книжках написано, что на высоте 1000 км что-то около +800. Видимо, что-то в ваших знаниях нечисто )))
Надежда Подкопаева В космосе вовсе не -200 градусов.
Надежда Подкопаева А ты знаешь, что в отсутствие воздуха вода вообще-то КИПИТ уже при комнатной температуре?
Светлана Степанова Нет, НЕ поэтому
В космосе холодно
Потому что там холодно
Не факт, что замёрзнет. В космосе не везде холодно. В космосе в разных местах по-разному, от очень минусовой температуры до плюс пяти.
В космосе очень холодно
Lenura Lenura а уравнение Менделеева-Клайперона мы не учили? тут фишка в испарении а не в температуре
Потому что там -3000 градусов цельсия
Marija Borisovna ниже абсолютного нуля? интересно-интересно!
Светлана Степанова Не, а 300000000000000000000000000, чё мелочиться то?
Lenura Lenura при -273,15 уже молекулы не двигаются, собственно молекулы всегда двигаются, потому что остановить их невозможно
В космосе холодно, м из -за этого она и превращается в лёд. Ну а в космосе воды и толком нету.
Marija Borisovna жидкой.
Lenura Lenura в космосе полно воды в виде пара и льда:)
Возможно, потому что там минусовая температура, а при минусе вода начинает замерзать )
Так как в космосе -280 - вода сразу замёрзнет. Учитывая что там вакуум, её моментально сожмет до минимального размера, таким образом создав идеальный шар.
вода замерзает при 0 градусов, а в космосе -280)
Светлана Степанова Не-а, - 280000000, чё мелочиться-то))
Lenura Lenura в космосе примерно 3 градуса кельвина что около -270 а -280 это уже сказки, такая температура невозможна
Температура космоса абсолютный нуль, что обуславливает её моментальное оледенение
Marija Borisovna по физике кол. это моя оценка.
в космосе жудкий холод
По причине космического холода, и солнышко лучи не испускает...
SO
Serik Orman
61
Температура по Кельвину - 270*С.