¿Cuánta presión se necesita para forzar un gas en un sólido?

La cantidad de presión necesaria depende de qué gas está hablando y de qué temperatura está el gas.

El valor exacto se estima utilizando lo que se llama un diagrama de fase. El siguiente es el diagrama de fase del agua.

¿Como funciona? El eje vertical es la presión en milimitros de mercurio, y el eje horizontal es la temperatura en grados centígrados. Si traza las condiciones de presión y temperatura de un determinado cuerpo de H2O, puede descubrir en qué fase se encuentra descubriendo en qué campo del diagrama trazará. Por ejemplo, supongamos que tiene H2O a 700 mmHg y 23 grados centígrados. Trazas esa presión y temperatura en el diagrama, y ​​…

… cae en el campo líquido, por lo que el agua en esas condiciones es líquida.

Calentar significa moverse hacia la derecha del diagrama, hacia temperaturas más altas, y enfriarse significa moverse hacia la izquierda. Comprimir significa moverse hacia arriba, hacia presiones más altas, y descompresión significa moverse hacia abajo. Entonces, queremos saber cuánta compresión (cuánto necesitamos mover “hacia arriba” en el diagrama “) para que el vapor de agua se vuelva sólido.

En el caso del agua, como puede ver, si está por encima de 0.01 grados centígrados, NO PUEDE comprimir el vapor de agua en hielo. Lo que significa que no puede moverse fuera del campo de gas hacia el campo sólido simplemente subiendo: también debe moverse hacia la izquierda. Al subir (comprimir) solo puede hacer que entre en el campo líquido. (editar después de Xuan Luo: Esta es una simplificación excesiva. En realidad, a presiones cercanas a 10,000 a 100,000 atmósferas y temperaturas ambiente comprimir el agua en formas exóticas de hielo, esas condiciones simplemente no se encuentran comúnmente). Por otro lado, si está por debajo de 0.01 ° C, como señaló Rob Hooft, solo necesitaría una pequeña fracción de la presión atmosférica para comprimir el vapor de agua en hielo, es decir, para subir al campo sólido.

Ahora, cada sustancia tiene su propio diagrama de fase característico, y no todas las sustancias se comportan como el agua. Algunas sustancias pueden requerir mucha más presión o mucha menos presión que el agua para solidificarse. De hecho, el agua es peculiar, porque no se puede comprimir agua líquida en hielo, mientras que la mayoría de las sustancias se pueden comprimir de líquido a sólido.

Toda la materia puede existir en tres estados: gas, líquido y sólido. Los gases elementales requieren una gran presión para eliminar electrones y compactar los núcleos. Se cree que el interior de Júpiter contiene hidrógeno líquido y sólido. Tanto Saturno como Júpiter tienen suficiente masa para ejercer la tremenda presión requerida para formar hidrógeno metálico, pero no lo suficiente como para comenzar la fusión.

El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore ha experimentado con la creación de hidrógeno metálico. El equipo de Livermore pudo realizar mediciones eléctricas directas en una muestra de 1 pulgada de ancho. Un pin de disparo en el objetivo produce una señal eléctrica cuando es golpeado por la onda de choque inicial. Esto se utiliza para encender el sistema de grabación de datos de conductividad electrónica de descarga, para determinar si se ha producido la metalización. Observaron que la resistividad de la muestra cayó con el aumento de la presión, estabilizándose a un valor bajo a presiones superiores a 1,4 Mbar, aproximadamente un millón de veces la presión atmosférica de la Tierra.

El 5 de octubre de 2016, Ranga Dias e Isaac F. Silvera del Laboratorio de Física de Lyman, Universidad de Harvard, publicaron la primera evidencia experimental de que el hidrógeno metálico sólido se ha sintetizado en el laboratorio a una presión de 495 GPa. La presión del laboratorio excede la presión en el núcleo de la Tierra en 135 GPa o (1,350,000 bares / 1.35 millones de atmósferas). Si el hidrógeno metálico recién creado se mantiene estable cuando vuelve a la presión normal como lo predice la teoría, entonces el mundo cambiará radicalmente.

por lo que sé:
generalmente dice que los líquidos no son compresibles, pero son compresibles a cierto volumen.
pero teóricamente es posible que al aumentar la presión manteniendo constante la temperatura, el líquido se fusione en sólido. Esto se llama presión crítica del líquido.
pero prácticamente lograr esa presión es imposible.

Una vista alternativa; La compresión de un macro cuerpo (independientemente de su estado físico) actúa como compresión externa de sus partículas de materia 3D primarias. En la compresión, las partículas de materia 3D primarias pierden su contenido de materia 3D y se expanden. Esto, a su vez, hace que los átomos sean más grandes y de menor contenido de materia tridimensional. El nivel reducido de contenido de materia en 3D aparece como calor.
El aumento en el tamaño de los átomos / moléculas reduce el espacio interatómico, lo que aumenta la repulsión interatómica. Este proceso continuará hasta que la repulsión interatómica pueda igualar la presión externa.
Si la presión externa continúa aumentando, el macro cuerpo continuará calentándose a través de cambios de estado físico de estado sólido a líquido a gaseoso a plasma. Nunca en orden inverso. Por lo tanto, comprimir un líquido no lo convertirá en sólido, sino que lo convertirá en estado gaseoso y luego en plasma. ver: ‘MATERIA (reexaminada)’.

Puede comprimir un gas para convertirse en un sólido, aunque en muchos casos se convertirá primero en líquido. Si elimina la presión, el sólido se evaporará nuevamente.

La presión real necesaria depende mucho del material y la temperatura. A 0 grados Celsius, por ejemplo, el vapor de agua se puede comprimir en hielo, y esto solo necesita una fracción de la presión atmosférica.

teóricamente es posible para todos los líquidos, pero prácticamente no todos los líquidos se pueden comprimir en un sólido.
comprimir un líquido significa que estamos aplicando presión sobre él y disminuyendo el volumen. el volumen disminuirá debido al aumento de la atracción intermolecular y la disminución de la distancia intermolecular y, por lo tanto, alcanzará una composición similar a la de un sólido. Algunos líquidos pueden comprimirse en sólidos, esos son los que no están muy por encima de su punto de fusión. Además, es más probable que suceda cuando el estado sólido del líquido es MÁS DENSO que el estado líquido. por ejemplo: el hierro fundido se puede convertir en un bloque sólido comprimiéndolo mientras que el agua no puede serlo, porque el hierro sólido es más denso que su estado fundido, mientras que el hielo es menos denso que el agua.