¿Qué pasa si tiramos agua al espacio?

Answer 1

El vacío del espacio es muy diferente de lo que estamos acostumbrados aquí en la Tierra. Donde se encuentre ahora, rodeado de nuestra atmósfera y relativamente cerca del Sol, las condiciones son adecuadas para que el agua líquida exista de manera estable en casi todas partes de la superficie de nuestro planeta.

Pero el espacio es diferente de dos maneras extremadamente importantes: hace frío y es el mejor vacío sin presión que conocemos. ¡El espacio interestelar tiene una presión que es millones o incluso miles de millones de veces más pequeña que la Tierra!

Si hablamos de ir al espacio interestelar, lejos de las estrellas, la única temperatura proviene del resplandor sobrante del Big Bang: el fondo cósmico de microondas. La temperatura de este mar de radiación es de solo 2.7 Kelvin , que es lo suficientemente fría como para congelar hidrógeno sólido, mucho menos agua.

Entonces, si llevas agua al espacio, debería congelarse, ¿verdad?

No, porque si toma agua líquida y deja caer la presión en el ambiente que la rodea, hierve . Es posible que esté familiarizado con el hecho de que el agua hierve a una temperatura más baja a gran altura; Esto se debe a que hay menos atmósfera sobre ti y, por lo tanto, la presión es menor.

Es increíblemente difícil cambiar la temperatura del agua rápidamente , porque a pesar de que el gradiente de temperatura es enorme entre el agua y el espacio interestelar, el agua retiene el calor increíblemente bien. Además, debido a la tensión superficial, el agua tiende a permanecer en formas esféricas en el espacio, lo que en realidad minimiza la cantidad de superficie que tiene para intercambiar calor con su entorno bajo cero. Entonces, el proceso de congelación sería increíblemente lento, a menos que hubiera alguna forma de exponer cada molécula de agua individualmente al vacío del espacio mismo.

Pero no hay tal restricción en la presión; es efectivamente cero fuera del agua, por lo que la ebullición puede tener lugar de inmediato, sumergiendo el agua en su fase gaseosa.

Answer 2

Aquí hay un diagrama de fase del agua que muestra su estado a medida que variamos la presión y la temperatura.

A temperatura ambiente y condiciones de presión, tenemos agua líquida. Sabemos que el calentamiento hace que el agua hierva, pero otra forma de causar esta ebullición es reducir la presión del aire en la superficie del agua.

Debido a que la presión del aire en el espacio es casi insignificante, el agua comenzará a hervir y evaporarse incluso a temperaturas extremadamente frías del espacio. Pero en el espacio, otro fenómeno crucial es la radiación. La pérdida de calor debido a la radiación está dada por

Como la temperatura exterior es casi cero, la pérdida de calor será proporcional a la cuarta potencia de la temperatura del agua. Es suficiente decir que la pérdida de calor debido a la radiación será bastante rápida. Ahora según la primera ley de la termodinámica.

Dado que el trabajo realizado por un gas en expansión libre en cero,

Pero el calor se pierde debido a la radiación y, por lo tanto, la energía interna disminuirá y la temperatura disminuirá. El diagrama de fase muestra que esta caída de temperatura hará que el agua se solidifique directamente y se congele.

El artículo original fue escrito aquí Física detrás del agua en el espacio

Hice una tira cómica relacionada aquí

agua en el espacio

Answer 3

En el espacio exterior vacío, el vacío es el total más cercano. Por lo tanto, vertido (realmente no puede verter en el espacio, puede liberar) el agua se congelará instantáneamente en hielo.

Al menos una parte, posiblemente todo, del hielo parecerá sublimarse muy, muy lentamente (= pasar de la fase sólida directamente a la fase de vapor, sin primero fundirse o pasar a través de la fase líquida), convirtiéndose en congelado, libre, suspendido , moléculas de agua, un aerosole, algo así como smog, pero no hielo como vemos o sabemos, más como nieve.

Dado que este aerosole no puede alejarse en el espacio, las moléculas de agua individuales, finamente dispersas, permanecerán juntas como una pequeña nube.

La nube se mantendrá unida y no se dispersará, pero eventualmente se unirá casi hasta la coalescencia por la poca fuerza de gravedad de las moléculas entre sí.

La nube eventualmente se convertirá en una bola suave o enjambre de moléculas de agua sueltas y cristalinas. Como el agua líquida estará ausente, la bola de moléculas nunca se fusionará para convertirse nuevamente en una sola masa de agua sólida o líquida.

Answer 4

Dependiendo de la cantidad de agua que haya, por supuesto, pero generalmente se evaporaría de forma inmediata y casi instantánea. La temperatura de ebullición del agua al vacío es cercana a -70 ° C. Entonces, si arrojas el agua de + 20C al espacio, explotaría bastante.

Answer 5

Como el espacio tiene una temperatura extremadamente baja, el agua se congelaría instantáneamente. Pero a medida que disminuye el punto de ebullición del agua a medida que disminuye la presión y el espacio tiene una presión extremadamente baja. El hielo formado se evaporaría directamente sin convertirse primero en agua. Entonces, si viertes agua en el espacio, de repente se convertiría en hielo flotante que se evapora.

Pero si haces lo mismo dentro de la nave espacial, el agua simplemente flotaría porque la presión del aire y la temperatura están reguladas en el barco, aunque la gravedad es casi nula.

Answer 6

En el vacío, el agua burbujea y hierve, lo que la enfría hasta que lo que queda se congela. Esto se evapora gradualmente (sublimación).

(Vi esto yo mismo secando un medidor de exposición que accidentalmente inundé. Práctica cámara de vacío en el trabajo)

Answer 7

Así es como se comporta el agua en el espacio. Bueno, los científicos tienen que resolver una serie de ecuaciones termodinámicas para descubrir el estado más estable del agua en el espacio.

Answer 8

El agua se congelará al instante.