Недавно я поднялся на борт и заметил, что температура наружного воздуха -53 ° C на высоте 36860 футов (11,23 км). Я не знаю, что вызывает такую температуру замерзания на этой высоте, но мне было интересно, что на больших высотах (в космосе) могут быть даже температуры замерзания. Здесь у меня возникло сомнение, т.е. что произойдет, если кубик льда останется в космосе? Будет ли он тает или останется как есть?
Ответы:
Это зависит от того, где вы находитесь в космосе.
Если вы просто поместите его на орбиту вокруг Земли, он сублимируется: средняя температура поверхности чего-то на расстоянии Земли от Солнца составляет около 220 К, что находится в твердой фазе для воды в вакууме, а для твердого пара. переход при этой температуре не проходит через жидкую фазу. С другой стороны, если вы высунете свой кубик льда в Облако Оорта, он будет расти: средняя температура поверхности составляет 40 К или ниже, в твердую фазу, так что она будет подниматься (или подниматься) газ и другие объекты в космосе.
Комета - грубое приближение к кубику льда. Если вы думаете о том, что происходит с кометой в разных местах, это примерно то, что случилось бы с вашим кубиком льда.
Это сублимирует. Замерзшая масса воды будет уменьшаться в размере, поскольку вода превращается из твердого вещества в газ (не превращаясь в жидкость) и уносится прочь.
В космическом вакууме наиболее важным фактором является рассмотрение того, сколько излучения будет поглощать кубик льда, например, от ближайших звезд, и как быстро сам кубик льда будет излучать энергию (используя закон Вина ), находя, какая температура кубика льда будет создать равновесие (температуру, при которой кубик льда излучает энергию с той же скоростью, с которой он поглощал энергию), а затем определить, находится ли эта температура выше или ниже точки плавления кубика льда. Если он выше точки плавления (воды в вакууме), то, как сказали другие ответы, кубик льда сублимируется; если он ниже точки плавления, то кубик льда останется замороженным.
В частности, для кубика льда, который представляет собой куб на орбите вокруг Солнца, одна сторона которого обращена к Солнцу, вам необходимо рассчитать, сколько энергии сторона, обращенная к Солнцу, поглощает от Солнца, а также сколько энергии излучается от всех шести сторон. куб, а затем найти равновесную температуру.