¿Qué pasa si tiramos agua al espacio?

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

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 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 a una coalescencia cercana 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.

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.

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 flotará porque la presión del aire y la temperatura están reguladas en el barco, aunque la gravedad es casi nula.

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)

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.

El agua se congelará al instante.