Tukaj je vprašanje, o katerem morate razmisliti: Bi kozarec vode zamrzniti ali zavre v vesolju? Po eni strani se vam zdi, da je prostor zelo hladen, precej pod ledišče vode. Po drugi strani prostor je praznina, zato bi pričakovali nizek pritisk bi voda zavrela v hlapu. Kaj se zgodi najprej? Kakšna je točka vrelišča vode v vakuumu?
Ključni ukrepi: Ali bi voda zavrela ali zamrznila v vesolju?
- Voda takoj zavre v prostoru ali kakršnem koli vakuumu.
- Prostor nima temperature, ker je temperatura merilo gibanja molekul. Temperatura kozarca vode v vesolju bi bila odvisna od tega, ali je bila na sončni svetlobi, v stiku z drugim objektom ali prosto plava v temi.
- Po pari vode v vakuumu se lahko hlapi kondenzirajo v led ali ostanejo plin.
- Ostala tekočina, kot sta kri in urin, takoj zavre in izhlapi v vakuumu.
Uriniranje v vesolju
Kot kaže, je odgovor na to vprašanje znan. Ko astronavti urinirajo v vesolju in sproščajo vsebino, urin hitro zavre v hlape, ki takoj desublimatizirajo oz. kristalizira neposredno iz plina v trdno fazo v drobne kristale urina. Urin ni povsem voda, vendar bi pričakovali, da se bo s kozarcem vode pojavil enak postopek kot pri odpadkih astronavtov.
Kako deluje
Prostor pravzaprav ni hladen, ker je temperatura merilo gibanja molekul. Če nimaš materije, kot v vakuumu, je nimaš temperatura. Toplota, ki jo daje kozarec vode, bi bila odvisna od tega, ali je bila na sončni svetlobi, v stiku z drugo površino ali zunaj v temi. V globokem prostoru bi bila temperatura predmeta približno -460 ° F ali 3K, kar je izjemno hladno. Po drugi strani pa polirano aluminij znano je, da pri polni sončni svetlobi doseže 850 ° F. To je precej temperaturna razlika!
Kljub temu ni pomembno, ko je tlak skoraj podtlak. Pomislite na vodo na Zemlji. Voda vre bolj na gorah kot na morju. Pravzaprav bi lahko na nekaterih gorah spili skodelico vrele vode in se ne opekli! V laboratoriju lahko zavrete vodo pri sobni temperaturi, tako da nanjo nanesete delni vakuum. To bi pričakovali, da se bo zgodilo v vesolju.
Glejte, da voda zavre pri sobni temperaturi
Čeprav je obisk prostora, da zavre voda, neprimerno, lahko vidite učinek, ne da bi zapustili udobje doma ali učilnice. Vse, kar potrebujete, je brizga in voda. Brizgo lahko dobite v kateri koli lekarni (igla ni potrebna) ali pa jih ima tudi veliko laboratorijev.
- V brizgo sesajte majhno količino vode. Za ogled potrebujete le dovolj - brizge ne napolnite do konca.
- Postavite prst čez odprtino brizge, da jo zatesnite. Če vas skrbi, da bi poškodovali prst, lahko odprtino prekrijete s koščkom plastike.
- Medtem ko opazujete vodo, potegnite nazaj brizgo čim hitreje. Ste videli, da voda zavre?
Vrelišče vode v vakuumu
Tudi prostor ni absolutni vakuum, čeprav je precej blizu. Tole grafikon prikazuje vrelišča (temperature) vode pri različnih nivojih vakuuma. Prva vrednost je za morsko gladino, nato pa za zniževanje ravni tlaka.
| Temperatura ° F | Temperatura ° C | Tlak (PSIA) |
| 212 | 100 | 14.696 |
| 122 | 50 | 1.788 |
| 32 | 0 | 0.088 |
| -60 | -51.11 | 0.00049 |
| -90 | -67.78 | 0.00005 |
Točka vrelišča in preslikava
Vpliv zračnega tlaka na vrelišče je znan in se uporablja za merjenje višine. Leta 1774 je William Roy uporabil barometrični tlak za določitev nadmorske višine. Njegove meritve so bile natančne do enega metra. Sredi 19. stoletja so raziskovalci uporabili vrelišče vode za merjenje višine za preslikavo.
Viri
- Berberan-Santos, M. N.; Bodunov, E. N.; Pogliani, L. (1997). "Na barometrični formuli." Ameriški časopis za fiziko. 65 (5): 404–412. doi:10.1119/1.18555
- Hewitt, Rachel. Zemljevid nacije - biografija raziskave o nalogah. ISBN 1-84708-098-7.