Un bicchiere d'acqua potrebbe congelare o bollire nello spazio?

Ecco una domanda su cui riflettere: un bicchiere d'acqua si congelerebbe o bollirebbe nello spazio? Da un lato, potresti pensare che lo spazio sia molto freddo, ben al di sotto del punto di congelamento dell'acqua. D'altra parte, lo spazio è un vuoto, quindi ci si aspetterebbe che la bassa pressione causasse la bollitura dell'acqua in vapore. Cosa succede prima? Qual è il punto di ebollizione dell'acqua nel vuoto, comunque?

Key Takeaways: sarebbe acqua bollire o congelare nello spazio?

• L'acqua bolle immediatamente nello spazio o in qualsiasi vuoto.
• Lo spazio non ha una temperatura perché la temperatura è una misura del movimento delle molecole. La temperatura di un bicchiere d'acqua nello spazio dipenderà dal fatto che fosse o meno alla luce del sole, a contatto con un altro oggetto o che fluttuasse liberamente nell'oscurità.
• Dopo che l'acqua si vaporizza nel vuoto, il vapore potrebbe condensarsi nel ghiaccio o rimanere un gas.
• Altro liquido, come sangue e urina, bolle immediatamente e vaporizza nel vuoto.

Urinare nello spazio

A quanto pare, la risposta a questa domanda è nota. Quando gli astronauti urinano nello spazio e rilasciano il contenuto, l'urina bolle rapidamente in vapore, che immediatamente desublima o cristallizza direttamente dal gas alla fase solida in minuscoli cristalli di urina. L'urina non è completamente acqua, ma ti aspetteresti che lo stesso processo si verifichi con un bicchiere d'acqua come con i rifiuti dell'astronauta.

Come funziona

Lo spazio non è in realtà freddo perché la temperatura è una misura del movimento delle molecole. Se non hai materia, come nel vuoto, non hai la temperatura. Il calore impartito al bicchiere d'acqua dipendeva dal fatto che fosse esposto alla luce del sole, a contatto con un'altra superficie o da solo al buio. Nello spazio profondo, la temperatura di un oggetto sarebbe intorno a -460 ° F o 3K, che è estremamente fredda. D'altra parte, è noto che l'alluminio lucidato in piena luce solare raggiunge gli 850 ° F. Questa è una differenza di temperatura!

Tuttavia, non importa molto quando la pressione è quasi un vuoto. Pensa all'acqua sulla Terra. L'acqua bolle più facilmente sulla cima di una montagna che a livello del mare. In effetti, potresti bere una tazza di acqua bollente su alcune montagne e non bruciarti! In laboratorio, puoi far bollire l'acqua a temperatura ambiente semplicemente applicando un vuoto parziale ad esso. Questo è quello che ti aspetteresti che accada nello spazio.

Vedi Bollire l'acqua a temperatura ambiente

Mentre non è pratico visitare lo spazio per vedere l'acqua bollire, puoi vedere l'effetto senza lasciare il comfort di casa o classe. Tutto ciò che serve è una siringa e acqua. Puoi acquistare una siringa in qualsiasi farmacia (non è necessario l'ago) o anche in molti laboratori. 

1. Succhiare una piccola quantità di acqua nella siringa. Hai solo bisogno di vederlo, non riempire completamente la siringa.
2. Metti il ​​dito sull'apertura della siringa per sigillarla. Se sei preoccupato di farti male al dito, puoi coprire l'apertura con un pezzo di plastica.
3. Mentre guardi l'acqua, tira indietro la siringa il più rapidamente possibile. Hai visto bollire l'acqua?

Punto di ebollizione dell'acqua nel vuoto

Anche lo spazio non è un vuoto assoluto, sebbene sia abbastanza vicino. Questo grafico mostra i punti di ebollizione (temperature) dell'acqua a diversi livelli di vuoto. Il primo valore è per il livello del mare e quindi a livelli di pressione decrescenti.

Temperatura ° F	Temperatura ° C	Pressione (PSIA)
212	100	14,696
122	50	1.788
32	0	0,088
-60	-51.11	0,00,049 mila
-90	-67.78	0.00005

Punti di ebollizione dell'acqua a diversi livelli di vuoto

Punto di ebollizione e mappatura

L'effetto della pressione dell'aria sull'ebollizione è stato conosciuto e utilizzato per misurare l'elevazione. Nel 1774 William Roy usò la pressione barometrica per determinare l'elevazione. Le sue misurazioni erano accurate entro un metro. A metà del XIX secolo, gli esploratori usarono il punto di ebollizione dell'acqua per misurare l'elevazione per la mappatura.

fonti

• Berberan-Santos, M. N .; Bodunov, E. N .; Pogliani, L. (1997). "Sulla formula barometrica." American Journal of Physics. 65 (5): 404-412. DOI: 10,1119 / 1,18,555 mila
• Hewitt, Rachel. Map of a Nation - a Biography of the Ordnance Survey. ISBN 1-84708-098-7.