コップ一杯の水は宇宙で凍ったり沸騰したりしますか?
真空中の水の沸点
ジュロス/ゲッティイメージズ
ここであなたに考えてもらいたい質問があります。 氷結 また 沸騰させる 宇宙で？一方では、宇宙は非常に寒いと思うかもしれません。 水の凝固点 .一方、宇宙は 真空です 、だからあなたは期待するでしょう 低圧 水が沸騰して蒸気になります。どっちが先？とにかく、真空中の水の沸点は何度ですか？
重要なポイント: 水は宇宙で沸騰するか、または凍結しますか?
- 水は宇宙や真空中ですぐに沸騰します。
- 温度は分子の動きの尺度であるため、空間には温度がありません。宇宙でのコップ一杯の水の温度は、それが日光にさらされているか、他の物体と接触しているか、暗闇の中で自由に浮遊しているかによって異なります。
- 水が真空中で気化した後、蒸気が凝縮して氷になるか、気体のままになる可能性があります。
- 血液や尿などの他の液体は、真空中ですぐに沸騰して気化します。
宇宙での排尿
結局のところ、この質問に対する答えはわかっています。宇宙飛行士が宇宙で排尿して内容物を放出すると、尿は急速に沸騰して蒸気になり、すぐに逆昇華または 結晶化する 気体から固相へ直接、小さな尿結晶へと変化します。尿は完全に水ではありませんが、コップ一杯の水でも宇宙飛行士の排泄物と同じプロセスが発生すると予想できます。
使い方
温度は分子の動きの尺度であるため、宇宙は実際には寒くありません。真空のように、物質を持たない場合、あなたは持っていません。 温度 .コップ一杯の水に与えられる熱は、それが日光にさらされているか、別の表面に接触しているか、暗闇の中で自然に出ているかによって異なります。深宇宙では、物体の温度は約-460°Fまたは3Kであり、非常に寒い.一方、磨かれた アルミニウム 完全な日光の下では、華氏 850 度に達することが知られています。かなりの温度差です！
ただし、圧力が真空に近い場合は問題ありません。地球上の水について考えてみましょう。海面よりも山頂の方が水が沸騰しやすい。実際、山によっては、熱湯を一杯飲んでも火傷しないことがあります。実験室では、部分的に真空にするだけで水を室温で沸騰させることができます。それが宇宙で起こるとあなたが期待することです。
室温で水が沸騰するのを見る
水が沸騰するのを見るために宇宙を訪れることは実際的ではありませんが、快適な家や教室を離れることなくその効果を見ることができます。必要なのは注射器と水だけです。注射器はどこの薬局でも入手できます (針は必要ありません)。また、多くの研究室にも注射器があります。
- 注射器に少量の水を吸い込みます。あなたはそれを見るのに十分なだけ必要です - 注射器をいっぱいにしないでください.
- シリンジの開口部に指を当てて密閉します。指を傷つける心配がある場合は、開口部をプラスチックで覆うことができます。
- 水を見ながら、できるだけ早く注射器を引き戻します。水が沸騰するのを見ましたか？
真空中の水の沸点
かなり近いとはいえ、宇宙でさえ完全な真空ではありません。これ チャート さまざまな真空レベルでの水の沸点 (温度) を示します。最初の値は海面の値で、次に圧力レベルの減少です。
| 温度 °F | 温度 °C | 圧力 (PSIA) |
| 212 | 100 | 14,696 |
| 122 | 50 | 1,788 |
| 32 | 0 | 0.088 |
| -60 | -51.11 | 0.00049 |
| -90 | -67.78 | 0.00005 |
異なる真空レベルでの水の沸点
沸点とマッピング
気圧が沸騰に及ぼす影響は知られており、標高の測定に使用されています。 1774 年、ウィリアム ロイは気圧を使用して高度を決定しました。彼の測定値は 1 メートル以内の精度でした。 19 世紀半ば、探検家は水の沸点を使用して標高を測定し、地図を作成しました。
ソース
- Berberan-Santos、M.N.;ボドゥノフ、E.N.;ポリアーニ、L. (1997)。 「気圧式について」 アメリカン ジャーナル オブ フィジックス . 65 (5): 404–412.ドイ: 10.1119/1.18555
- ヒューイット、レイチェル。 国家の地図 – 測量所の伝記 . ISBN 1-84708-098-7。