关于常温下的水在太空状态的问题
关于常温下的水在太空状态的问题
假设在太空飞船的背向太阳的一面,向太空中释放常温的水.
请问：水将会先结冰还是会先变成气体?
在常温下，当压强为0时，肯定是立即汽化；如果在-270度的温度下，在一个大气压下，肯定是立即结冰。但是温度和压强都在极端低的情况下，
而且当水排向太空的瞬间，水还有一定的热量。在热量散失以前会不会先汽化？
我也是看过阿波罗13号，飞船排出的宇航员的尿液后排泄到太空中形成了他们说的尿液银河，说明尿液排到太空中形成了冰晶。就是因为看过后一直在思考这个问题才到这里来和大家讨论，在我的想象中应该是先汽化。因为降温需要一定的时间，而在常温下气压为0的情况下水应该会立即沸腾。一楼的兄弟说的有点道理，没有立即汽化的原因应该是物质的富集造成的。
结冰.
因为太空中的温度极低,即便是面向太阳也会结冰.
当然,通过某些方法可能将水变成气体,如用高压喷出.（但在太空那种低温下也不一定能气化.）
问题补充：在常温下,当压强为0时,肯定是立即汽化；如果在-270度的温度下,在一个大气压下,肯定是立即结冰.但是温度和压强都在极端低的情况下,不知道是哪个应该先.
而且当水排向太空的瞬间,水还有一定的热量.在热量散失以前会不会先汽化?
答：楼主看过阿波罗13吧,他们氧气灌泄漏时航天员从舷窗看见了喷射出的氧气.如果这些氧气是气体,则应当是物色的气体,不可能看见的,所以可以判断应是液体或者细小的冰晶体.当然,氧气灌里储存的是液氧.
水的沸点远高于氧气,且太空温度极低,可以想见,应该是结冰的.另外,“在常温下,当压强为0时,肯定是立即汽化”不对吧,我记得在减压蒸馏时水不会那么容易沸腾的.
很有趣的讨论,看来大家都挺专业的,何不说明一下各自的专业,也好取长补短?
我又向同学确认了一下,压强为0时水不会在常温沸腾,这是很好验证的实验,——至少在333Pa时还需加热.
对于小零YOYO的回答中,辐射传热速率的问题,其实传热速率与热传导方式并无直接关系,太阳仅靠辐射就可将月球表面加热到数百度,而月面也可以仅靠辐射就将热量在夜间释放出去,使温度降到零下百度.而地球由于有大气层,使得辐射转化为对流,反而使传热效率大跌.
对于pvdwvj的解释,想必是学过物化吧,这一方面我并不精通.根据我的物理学知识,“1g的水汽化时就可以让5.2g的水结冰”不会同时进行的吧,如果原本温度均一的水通过自身内部的热传递使其一部分汽化一部分结冰,这会使熵减少的,这违背热力学第二定律.
我认为无论结不结冰,都不会汽化.汽化需要分子摆脱分子间的引力,而固化是分子间作用力比较强的时候.试想,一旦分子不再受其他分子引力的束缚,在太空的条件下,又怎能重新聚集在一起?所以一旦汽化就不会再结冰了,而是变成气体分子,纯水蒸气气体是无色透明的.
所以,在水排出的极短时间内仍保持液态,然后很快凝固.由于冷却速率十分快,所以来不及形成较大的冰晶体,只能形成很细小的微晶,这种微晶连成一段段的带状,看上去跟液体是很接近的.