Zou een glas water bevriezen of koken in de ruimte?

Hier is een vraag voor u om over na te denken: zou een glas water bevriezen of koken in de ruimte? Aan de ene kant denk je misschien dat de ruimte erg koud is, ruim onder het vriespunt van water. Aan de andere kant is ruimte een vacuüm, dus je zou verwachten dat de lage druk ervoor zou zorgen dat het water in damp kookt. Wat gebeurt er eerst? Wat is het kookpunt van water in ieder geval vacuüm??

Belangrijkste afhaalrestaurants: zou water koken of bevriezen in de ruimte?

Water kookt onmiddellijk in de ruimte of in een vacuüm.
De ruimte heeft geen temperatuur, omdat temperatuur een maat is voor de beweging van moleculen. De temperatuur van een glas water in de ruimte hangt af van het feit of het al dan niet in het zonlicht, in contact met een ander object of vrij in het donker zweeft.
Nadat water onder vacuüm verdampt, kan de damp condenseren in ijs of kan het een gas blijven.
Andere vloeistof, zoals bloed en urine, kookt en verdampt onmiddellijk in een vacuüm.

Plassen in de ruimte

Het blijkt dat het antwoord op deze vraag bekend is. Wanneer astronauten in de ruimte urineren en de inhoud vrijgeven, kookt de urine snel in damp, die direct desublimeert of kristalliseert rechtstreeks van het gas naar de vaste fase in kleine urinekristallen. Urine is niet helemaal water, maar je zou verwachten dat hetzelfde proces met een glas water zou plaatsvinden als met astronautafval.

Hoe het werkt

De ruimte is niet echt koud omdat de temperatuur een maat is voor de beweging van moleculen. Als je geen materie hebt, zoals in een vacuüm, heb je geen temperatuur. De warmte die wordt overgebracht op het glas water hangt af van of het in zonlicht was, in contact met een ander oppervlak of alleen in het donker. In diepe ruimte zou de temperatuur van een object rond -460 ° F of 3K zijn, wat extreem koud is. Aan de andere kant is bekend dat gepolijst aluminium in vol zonlicht 850 ° F bereikt. Dat is nogal een temperatuurverschil!

Het maakt echter niet zoveel uit wanneer de druk bijna vacuüm is. Denk aan water op aarde. Water kookt gemakkelijker op een bergtop dan op zeeniveau. Op sommige bergen kun je zelfs een kop kokend water drinken en niet verbranden! In het laboratorium kun je water op kamertemperatuur laten koken door er een gedeeltelijk vacuüm op aan te brengen. Dat is wat je zou verwachten te gebeuren in de ruimte.

Zie Water koken op kamertemperatuur

Hoewel het onpraktisch is om de ruimte te bezoeken om het water te zien koken, kun je het effect zien zonder het comfort van je huis of klaslokaal te verlaten. Het enige dat u nodig heeft is een spuit en water. Je kunt bij elke apotheek een spuit krijgen (geen naald nodig) of veel laboratoria hebben ze ook.

Zuig een kleine hoeveelheid water in de spuit. Je hebt gewoon genoeg nodig om het te zien - vul de spuit niet helemaal.
Plaats uw vinger over de opening van de spuit om deze af te sluiten. Als u zich zorgen maakt dat u uw vinger bezeert, kunt u de opening afdekken met een stuk plastic.
Terwijl u naar het water kijkt, trekt u zo snel mogelijk aan de spuit. Heb je het water zien koken??

Kookpunt van water in een vacuüm

Zelfs ruimte is geen absoluut vacuüm, hoewel het vrij dichtbij is. Deze grafiek toont kookpunten (temperaturen) van water bij verschillende vacuümniveaus. De eerste waarde is voor zeeniveau en vervolgens bij afnemende drukniveaus.

Temperatuur ° F	Temperatuur ° C	Druk (PSIA)
212	100	14,696
122	50	1.788
32	0	0,088
-60	-51.11	0,00049
-90	-67,78	0,00005

Kookpunten van water op verschillende vacuümniveaus

Kookpunt en in kaart brengen

Het effect van luchtdruk op koken is bekend en gebruikt om de hoogte te meten. In 1774 gebruikte William Roy barometrische druk om de hoogte te bepalen. Zijn metingen waren tot op één meter nauwkeurig. In het midden van de 19e eeuw gebruikten ontdekkingsreizigers het kookpunt van water om de hoogte te meten voor het in kaart brengen.

bronnen

Berberan-Santos, M. N .; Bodunov, E. N .; Pogliani, L. (1997). "Op de barometrische formule." American Journal of Physics. 65 (5): 404-412. doi: 10,1119 / 1,18555
Hewitt, Rachel. Map of a Nation - een biografie van de Ordnance Survey. ISBN 1-84708-098-7.

Wetenschap