ガスを凍結できますか?


ベストアンサー

はい、固体、液体、気体の3つの状態があることを忘れないでください。

原子レベルでは、それらの主な違いは粒子の配置方法です。ガスには、エネルギーレベルが高いため、遠く離れた粒子があり、高速で移動します。

冷却すると、粒子の運動エネルギーが低下します。これにより、ガスが液体を形成することができます。そのガスをさらに冷やすと、固体になります。

これの最も明白な例は水です。

液体の水を沸騰させると蒸気が発生し、その蒸気が冷えるとダウンすると水に凝縮し、その水を冷凍庫に入れると、氷の固い水ができます。そうです、ガスを凍結することができます。

しかし、これ以上に、液相を完全にバイパスすることは可能です。適切な条件下で、適切な化学物質を使用すると、気体を直接液体に変えることができます。これは沈着として知られています(昇華の逆で、固体を直接気体に変え、液相を避けます)

答え

ああ、それは行われました。 。壁の強さにもよりますが、壁が破裂する前に液体のままになります。本当に壊れない場合(物理的に不可能ですが、概算できます)、エキゾチックな形の氷に変わります。

オプションは次のグラフで表されます:

画像クレジット:ファイル:water.svgの状態図

横軸は温度、縦軸は圧力です。中央の赤い線は氷点である0Cです。100kPaでは、または1バール、別名標準の室温、それは0Cの左側のどこでも固体範囲に入ります。それは水を膨張させるでしょう。

しかし、容器の壁がそれを許さない場合、膨張する代わりに圧力が上昇します。その時点で、それは間の戦いになります。コンテナの壁と氷の形成。圧力は上昇し続け、標準圧力の10,000倍まで上昇します。ボックスがそれを保持できない場合(そして実際に見えるほど大きなものがない場合)、ボックスはバラバラになり、水が膨張します。

ただし、箱がそれを保持するのに十分な強度がある場合、水は強制的に結晶化されます。氷の結晶の標準的な六角形にはならず、代わりに「氷VI」と呼ばれるピラミッド形になります。六角形には多くのスペースがあるため、氷は水よりも密度が低くなります。 。ただし、氷VIは水よりも密度が高く、膨張するのではなく収縮します。ボックスへの圧力はそのレベルのままで、それ以上上昇することはありません。

方法によって異なります。実験を設計すると(「温度を下げても、温度を一定に保ちながら圧力を上げても)、他の多くのエキゾチックな形の氷になってしまう可能性があります。

しかし、遭遇することはありません。それらのいずれかが実験室の外にあります。強い容器でしばらくの間水を過冷却(液体が0未満)に保つことができますが、遅かれ早かれ水は破裂します。

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