В космосе вода существует в двух состояниях: газообразном в виде пара и твердом в виде льда. При этом в научной литературе слово «пар» применяется не в привычном для нас бытовом понимании, а к газообразному агрегатному состоянию воды. Существование жидкой воды в астрофизических условиях ограничивается диапазоном температур и давлений. Он весьма узок. Водяной лед существует также в двух формах: кристаллической и аморфной. В аморфной его плотность низка за счет хаотичного расположения молекул. Кристаллизация же начинается при температуре -180°C.
Ледяной космос
Почему в космосе нет жидкой формы воды? Во-первых, потому что это пространство близко к идеальному вакууму. Давления в космосе нет. Жидкая вода без внешнего давления не существует. Всем известно, что чем ниже давление, тем ниже точка кипения воды, и наоборот.
Например, при 100°C вода закипает при привычном нам давлении. Если оно увеличится в два раза, кипение наступит при 120°C. А если оно достигнет отметки в 0,07 атмосферного давления, то закипание будет уже при комнатной температуре – около 20°C.
Во-вторых, космос – очень холодное место. Вселенную заполняет реликтовое излучение, то есть тепловое излучение, оставшееся после Большого взрыва. И в среднем, это пространство имеет температуру в -270°C. А когда вокруг холодно, то воды жидкой не бывает.
Поверхностное натяжение
Что же начнет происходить с жидкой водой, попади она в космос, в котором одновременно нет ни давления, ни положительной температуры? У воды есть такое свойство, как теплоемкость. И оно очень высоко, тогда как теплопередача у нее относительно низкая. Другими словами, жидкости не теряют температуру.
Да, космос холоден, но даже в межзвездном пространстве вода отлично сохранит то тепло, которое уже в ней есть. Резко ее охладить до температуры, граничащей с абсолютным нулем, не получится. Слишком уж большая разница между температурами средней по космосу и комнатной.
Скачать мобильное приложение SFERA:
🇷🇺Rustore
🤖Android
🍎iOS
SFERA — это мессенджер, социальная сеть, сервис знакомств, поиск новых друзей, поиск работы/сотрудников, видеосервис и многое другое. Всё бесплатно и без рекламы. Мы за развитие, мы для думающих людей и мы против деградации.
В космосе еще добавится такой фактор, как силы поверхностного натяжения жидкости. Они сформируют из воды сферы (водяные шары). Таким образом, площадь охлаждения станет еще меньше. И сам процесс охлаждения затянется на невероятно долгое время, пока каждая молекула не отделится от H2O и не окажется сама по себе. Ведь внутренняя энергия воды не изменится. В космосе практически все молекулы жидкости в начальный момент имеют энергию для испарения. Но находясь внутри жидкости, они не могут охладиться, а теплопередача в космосе практически отсутствует.
Сублимированный хвост кометы
Можно предположить, что при отсутствии давления жидкая вода мгновенно станет газообразной, и ее молекулы кинутся врассыпную. Ведь молекулы воды, находясь в облаке газа и вдалеке друг от друга, теряют свою тепловую энергию в один миг. Соответственно, они резко охладятся. А как известно в условиях вакуума при -50°С вода превращается в лед, и никакое давление не способно изменить ее агрегатное состояние.
Таким образом, жидкая вода в космическом пространстве, начнет испаряться, а потом замерзнет крошечными льдинками, стремящимися разлететься в своем первоначальном импульсе. Они заполнят собой межзвездное пространство. Лед в свою очередь начнет сублимировать. Это процесс сухого испарения, когда молекулы воды постоянно отрываются ото льда в вакууме.
Если температура достигает -200°C, то сублимация становится настолько медленным процессом, что лед сохранится на миллиарды лет. На периферии Солнечной системы в таких условиях существуют кометные ядра. Как только комета приближается к Солнцу, тепло тут же ускоряет сублимацию льда, и у кометы вырастает хвост. Через несколько десятков таких встреч со светилом от хвоста ничего не остается, как и ото льда.
❗️ Ставьте 👍 и подписывайтесь на наш канал!
Читайте также: